CN103173702A - 一种Al-Li-Cu-X系铝锂合金高温退火方法 - Google Patents

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李国爱
冯朝辉
陆政
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Abstract

本发明是一种Al-Li-Cu-X系铝锂合金高温退火方法，所述Al-Li-Cu-X系铝锂合金的化学成分及重量百分比为：Cu2.0～5.0%，Li0.8～2.5%,Mn0.20～0.60%，Zn0.20～0.80%,Zr0.04～0.20%，Mg0.20%～0.80%，Ag0.1～0.7%，Si≤0.10%,Fe≤0.10%，Ti≤0.12%，其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为Al，其特征在于：该方法的步骤是：⑴参照2A97铝锂合金熔铸、均匀化工艺进行熔铸和均匀化；⑵参照2A97铝锂合金热轧或冷轧工艺进行热轧或冷轧；⑶高温退火工艺路线为：将工件加热到360℃～500℃，保温2h后进行冷，冷却速度不大于20℃/h，炉温不高于200℃出炉空冷。与传统低温退火工艺相比，本发明方法可以保证材料具有较低的强度和较高的韧性，从而保证材料具有优良的工艺性能。

Description

一种Al-Li-Cu-X系铝锂合金高温退火方法
技术领域
本发明是一种Al-Li-Cu-X系铝锂合金高温退火方法，属于金属材料工程领域。
背景技术
现代机械设计更注重低能耗及高寿命，为满足飞行器及船舶等运输机械长航时、高寿命及经济性的需求，高比强、高比模材料的需求也越来越多，铝锂合金材料是金属材料中具有明显结构减重效果的重要材料。传统铝锂合金的退火工艺是低温退火，无法消除残余应力，适用于片式轧制，生产效率较低，另外用于生产航空航天等领域的复杂形状零件时，由于合金材料的韧性不足难以成型。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种Al-Li-Cu-X系铝锂合金高温退火方法，其目的是控制再结晶及铝锂合金织构、以降低铝锂合金的强度、变形抗力及晶间储能，提高铝锂合金的韧性，提高其工艺性能，用于轧制过程的中间退火，适用于带式法轧制，使铝锂合金具有优良的成形性能；也可用于冷轧态铝锂合金薄板的最终退火，使铝锂合金薄板具有优良的工艺性能。适用于生产航空航天、船舶及汽车用铝锂合金薄板。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种Al-Li-Cu-X系铝锂合金高温退火方法，所述Al-Li-Cu-X系铝锂合金的化学成分及重量百分比为：Cu2.0～5.0%，Li0.8～2.5%,Mn0.20～0.60%，Zn0.20～0.80%,Zr0.04～0.20%，Mg0.20%～0.80%，Ag0.1～0.7%，Si≤0.10%,Fe≤0.10%，Ti≤0.12%，其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为Al，其特征在于：该方法的步骤是：
⑴参照2A97铝锂合金熔铸、均匀化工艺进行熔铸和均匀化；
⑵参照2A97铝锂合金热轧或冷轧工艺进行热轧或冷轧；
⑶高温退火工艺
工艺路线为：将工件加热到360℃～500℃，保温2h后进行冷，冷却速度不大于20℃/h，炉温不高于200℃出炉空冷。
本发明技术方案是针对铝锂合金的空淬效应提出的，本发明技术方案采用高温退火，再结晶驱动力的形变储能的释放速率比较快，因此再结晶形核率比较高，这样各种取向的晶核均有可能长大并且成为再结晶晶粒，可以达到控制再结晶及合金织构的目的，以降低铝锂合金的强度、变形抗力及晶间储能，提高铝锂合金的韧性，提高其工艺性能。
本发明技术方案的优点是可以用于薄板轧制过程的中间退火，实现带式轧制，提高生产效率；也可以用于薄板轧制过程的最终退火，提高合金的延伸率、降低合金的屈服强度，也就是降低了合金的变形抗力，使合金材料适合于生产复杂零件。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
本发明所述的Al-Li-Cu-X系铝锂合金高温退火方法中，所述Al-Li-Cu-X系铝锂合金的化学成分及重量百分比为：Cu2.0～5.0%，Li0.8～2.5%,Mn0.20～0.60%，Zn0.20～0.80%,Zr0.04～0.20%，Mg0.20%～0.80%，Ag0.1～0.7%，Si≤0.10%,Fe≤0.10%，Ti≤0.12%，其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为Al，其特征在于：该方法的步骤是：
⑴参照2A97铝锂合金熔铸、均匀化工艺进行熔铸和均匀化；
⑵参照2A97铝锂合金热轧或冷轧工艺进行热轧或冷轧；
⑶高温退火工艺
工艺路线为：将工件加热到360℃～500℃，保温2h后进行冷，冷却速度不大于20℃/h，炉温不高于200℃出炉空冷。表1列举了不同工艺参数的高温退火工艺方式
表1Al-Li-Cu-X系铝锂合金高温退火工艺
表2为采用传统低温退火工艺和采用本发明方法处理后的工件的性能对比数据，发明工艺1、2、3与表1中的序号相对应。
表2传统低温退火工艺和本发明高温退火工艺材料力学性能
处理工艺 σ0.2，MPa σb，MPa δ5，%
低温退火工艺1 160 240 8.6
低温退火工艺2 170 260 6.2
发明工艺1 102 194 17.4
发明工艺2 99 195 16.6
发明工艺3 94 196 16.2
由表2试验数据可知，本发明方法可以保证材料具有较低的强度和较高的韧性，从而保证材料具有优良的工艺性能。

Claims (1)

1.一种Al-Li-Cu-X系铝锂合金高温退火方法，所述Al-Li-Cu-X系铝锂合金的化学成分及重量百分比为：Cu2.0～5.0%，Li0.8～2.5%,Mn0.20～0.60%，Zn0.20～0.80%,Zr0.04～0.20%，Mg0.20%～0.80%，Ag0.1～0.7%，Si≤0.10%,Fe≤0.10%，Ti≤0.12%，其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为Al，其特征在于：该方法的步骤是：
⑴参照2A97铝锂合金熔铸、均匀化工艺进行熔铸和均匀化；
⑵参照2A97铝锂合金热轧或冷轧工艺进行热轧或冷轧；
⑶高温退火工艺，工艺路线为：将工件加热到360℃～500℃，保温2h后进行冷却，冷却速度不大于20℃/h，炉温不高于200℃出炉空冷。
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