CN105441834A - 一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺 - Google Patents
一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺，本发明采用470℃×2h固溶处理和120℃×24h+170℃×1h+120℃×24h三级时效工艺(RRA)，获得Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金综合性能达到最好抗拉强度为596．4MPa、屈服强度为578．7MPa、延伸率为8．6％，合金导电率38．4％IACS，抗腐蚀能力也大大提高。
Description
技术领域
本发明属于材料处理技术领域，特别是涉及一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺。
背景技术
Al—Zn—Mg-Cu—Zr系铝合金是一种可热处理强化的超高强铝合金，其强化热处理包括固溶淬火及随后的时效。该系铝合金的合金元素含量高、易偏析、铸坯中未溶共晶相多，热加工后未溶相数目多，分布不均匀，未溶相颗粒会成为应力集中和裂纹萌生之处，对其断裂韧性、疲劳性能和抗应力腐蚀开裂性能均有显著影响。采用适宜的固溶处理，将非平衡凝固形成的多相组织尽可能转变为固溶体组织，充分发挥合金元素的有益作用，可以迸一步提高超高强铝合金的性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种能进一步提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺。
本发明采用的技术方案是：一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺，包括以下步骤：
（1）配料：合金原料为99．98％Al，99．92％Zn，99．9％Mg，A1一2．86％Sc，A1一48％Cu和A1一40％Zr中间合金；
（2）熔炼铸造；
（3）均匀化处理：温度450～465℃，时间24h；
（4）热轧：温度460℃，加热时间1h，热轧成型；
（5）退火；
（6）冷轧；
（7）固溶时效处理。
优选的，所述步骤（7）中所采用固溶处理：470℃×2h。
优选的，所述步骤（7）中采用三级时效工艺(RRA)：120℃×24h+170℃×1h+120℃×24h。
本发明有益效果：与现有技术相比，本发明采用固溶处理和三级时效工艺，在保证合金具有较高电导率(不小于37．8％IACS)的条件下，合金综合力学性能达到最好，抗拉强度为596．4MPa、屈服强度为578．7MPa、延伸率为8．6％。
具体实施方式
一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺，包括以下步骤：
（1）配料：合金原料为99．98％Al，99．92％Zn，99．9％Mg，A1一2．86％Sc，A1一48％Cu和A1一40％Zr中间合金；
（2）熔炼铸造；
（3）均匀化处理：温度450～465℃，时间24h；
（4）热轧：温度460℃，加热时间1h，热轧成型；
（5）退火；
（6）冷轧；
（7）固溶时效处理。
优选的，所述步骤（7）中所采用固溶处理：470℃×2h。
优选的，所述步骤（7）中采用三级时效工艺(RRA)：120℃×24h+170℃×1h+120℃×24h。
采用上述一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺，可以得出固溶处理及时效对合金性能的影响，固溶温度为460、470、480和490度，固溶时间120min，时效工艺为120℃×24h时，可得出如表1所示的性能结果。固溶时间为40、80、120和160min，固溶温度为470度，时效工艺为120度×24h，可得出如表2所示的性能结果。由表1可知，随着固溶温度的升高，抗拉强度、屈服强度、伸长率都是先增大到峰值后逐渐减小。固溶态下，470度时合金的抗拉强度、屈服强度最高，分别为475．3和448．6MPa；经固溶及120度×24h时效，抗拉强度、屈服强度的峰值点在固溶温度为470度处，其峰值分别为613．5和571．2MPa。固溶温度继续升高则其强度开始下降，屈服强度的变化趋势跟抗拉强度相似，伸长率也有相似的规律，最大平均值分别为14．9％(固溶态)、10．7％(固溶态+T6)。由表2可知，随着时效保温时间的延长，抗拉强度、伸长率都有先增大到峰值然后逐渐减小的趋势。固溶态下，时效时间为120min时合金的抗拉强度、屈服强度最高，分别为475．3和448．6MPa；经固溶及120℃×24h时效，抗拉强度在固溶保温时间为120min时达到峰值，其峰值为613．5MPa，固溶保温时间超过120min后抗拉强度开始下降；屈服强度的峰值点在固溶保温时间160min处，其峰值为578．5MPa。
采用上述一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺可得出如表表3所示的不同时效工艺对合金拉伸性能的影响，从表中可知，单级峰值时效时合金的抗拉强度最高，经RRA处理后抗拉强度，合金经T73处理后，其力学性能大幅度下降，抗拉强度瓯降低了88.1MPa，屈服强度降低了70.8MPa，这是由于T73过时效的程度更深，导致其性能下降。应力腐蚀抗力的变化与屈服强度无关，但是在应力腐蚀与电导率之间却是紧密相关的，电导率越高，抗应力腐蚀性能越好，因此可以用电导率来间接反映材料的抗应力腐蚀能力。取合金三种不同时效状态(T6、T73、RRA)的试样进行测量，所得电导率平均值分别为：34．1％IACS、40．5％IACS、38．4％IACS。从电导率的测量结果可知，单级时效的电导率比双级时效和三级时效都低得很多，而经RRA处理和T73处理后试样的电导率相差不多，可见，三级时效在合金强度损失不大的前提下可以提高合金的电导率，从而提高合金的抗应力腐蚀性能。
Claims (3)
1.一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）配料：合金原料为99．98％Al，99．92％Zn，99．9％Mg，A1一2．86％Sc，A1一48％Cu和A1一40％Zr中间合金；
（2）熔炼铸造；
（3）均匀化处理：温度450～465℃，时间24h；
（4）热轧：温度460℃，加热时间1h，热轧成型；
（5）退火；
（6）冷轧；
（7）固溶时效处理。
2.根据权利要求1所述的一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺，其特征在于：所述步骤（7）中所采用固溶处理：470℃×2h。
3.根据权利要求1所述的一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺，其特征在于：所述步骤（7）中采用三级时效工艺(RRA)：120℃×24h+170℃×1h+120℃×24h。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107779797A (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-09 | 中南大学 | 一种AlZnMgCu系铝合金三级时效的回归降温方法 |
| CN109023180A (zh) * | 2018-09-18 | 2018-12-18 | 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 | 7系铝合金的时效热处理方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN109023180A (zh) * | 2018-09-18 | 2018-12-18 | 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 | 7系铝合金的时效热处理方法 |
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