CN105441838A - 改善2×××-t3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法 - Google Patents

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CN105441838A CN201510822453.7A CN201510822453A CN105441838A CN 105441838 A CN105441838 A CN 105441838A CN 201510822453 A CN201510822453 A CN 201510822453A CN 105441838 A CN105441838 A CN 105441838A
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Abstract

本发明涉及一种改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，其特征在于包括以下步骤：（1）对合金进行配料熔炼并铸造成铸锭；（2）对铸锭进行均匀化热处理：将铸锭从室温以10~400℃/h的平均升温速率或经1~48h升温至490~510℃，并保温1~60h，然后快速冷却，控制平均冷却速率≥70℃/h；（3）预热保温处理：然后从室温以10~400℃/h的平均升温速率或经1~48h升温至420~500℃，保温1~15h；（4）热轧：热轧开轧温度为410~495℃，热终轧温度>250℃；（5）退火和/或固溶处理；（6）精整处理，并进行自然时效，得到T3态板材；本发明通过关键均匀化温度、时间及均匀化后冷却速率的应用，可以有效控制热轧前合金组织中粗大第二相的面积分数，从而显著的改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率da/dN值。

Description

改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法
技术领域
本发明涉及一种改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，属于有色金属技术领域。
背景技术
铝合金具有低密度、高比强度、良好的韧性及耐蚀性等特点而广泛应用于航空、航天、交通运输以及机械、电子、建筑等领域，在国民经济和国防建设中具有不可替代的作用。2×××系合金是高强变形铝合金的典型代表，在航空、航天、交通运输等领域均具有广泛的应用前景。如何进一步提高2×××系合金的性能，如疲劳裂纹扩展速率da/dN等，具有重要的意义，目前国内生产的航空用2×××-T3铝合金板材性能不稳定，尤其是da/dN值偏高。如何通过关键加工工艺的优化改善2×××-T3板材疲劳裂纹扩展速率具有重大的意义。
国内外对2×××铝合金航空材料的疲劳性能开展了大量的研究工作，大部分工作集中在最终板材性能结果分析上，给出了造成T3板da/dN性能低的可能影响因素，如第二相控制、晶粒尺寸及织构控制等，但是始终没有提出改善da/dN性能的有效工艺措施。
发明内容
本发明的目的在于得到一种改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，旨在通过关键均匀化温度、时间及均匀化后冷却速率的应用，有效的控制热轧前合金组织中粗大第二相的面积分数，从而显著的改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率。
本发明所提出的改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，包括以下步骤：
(1)按照一定合金成分范围进行配料熔炼，铸造得到所需铸锭；
(2)均匀化热处理，其过程为：将铸锭从室温以10～400℃/h的平均升温速率或经1～48h升温至490～510℃，并保温1～60h，然后快速冷却，控制平均冷却速率≥70℃/h；
(3)预热保温处理，其过程为：将经步骤(2)处理后的铸锭从室温以10～400℃/h的平均升温速率或经1～48h升温至420～500℃，保温1～15h；
(4)热轧，其过程为：热轧开轧温度为410～495℃，热终轧温度>250℃；
(5)对热轧后的板材进行退火和/或固溶处理，退火处理其温度控制在300～400℃，保温时间控制在1～15h，固溶处理的固溶温度>490℃，保温时间>15min；
(6)对经步骤(5)处理后的板材进行精整处理，处理过后进行自然时效，得到T3态板材。
进一步地，上述改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，其中：对于厚板产品，其成品厚度≥4.0mm，成品厚度优选为≥6.0mm经步骤(4)热轧至成品厚度，所述步骤(5)中的固溶处理采用辊底式淬火炉或盐浴炉。
进一步地，上述改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，其中：对于中厚板产品，其成品厚度为2.0～7.0mm，经步骤(4)热轧至3.0～12mm，所述步骤(5)中可选择性进行退火处理再进行冷轧，直接冷轧至成品厚度，之后可选择的进行固溶前的预退火处理再进行固溶处理，固溶过程采取辊底式淬火炉、盐浴处理或气垫炉处理，且保温时间>5min。
进一步地，上述改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，其中：对于薄板产品，其成品厚度为≤3.0mm，经步骤(4)热轧至3.0～10.0mm，所述步骤(5)中可选择性进行退火处理再进行冷轧，冷轧至1.5～5.0mm，之后进行中间退火处理；之后再次进行冷轧，直接冷轧至成品厚度；之后可选择的进行固溶前的预退火处理再进行固溶处理，固溶过程采取盐浴处理或气垫炉处理，且保温时间>5min。
更进一步地，上述改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，其中：所述步骤(1)中的合金材料成分范围包括AA2524、AA2024合金等2×××合金。
更进一步地，上述改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，其中：所述步骤(2)中快速冷却，通过放置冷却装置中实现，控制平均冷却速率≥100℃/h。
更进一步地，上述改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，其中：所述步骤(3)之前对经均匀化处理的铸锭可选择的进行包覆一层铝。
本发明的实质性特点和显著的技术进步体现在：本发明2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，通过关键均匀化温度、时间及均匀化后冷却速率的应用，可以有效控制热轧前合金组织中粗大第二相的面积分数，从而显著的改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率da/dN值。
具体实施方式
以下结合表格、具体实施例及比较例，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
本发明所提出的一种改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，本发明的材料成分范围包括了AA2524、AA2024等2×××系合金，包括以下步骤：
(1)按照上述合金成分范围进行配料熔炼，铸造得到所需铸锭；
(2)均匀化热处理，其过程为：将铸锭从室温以10～400℃/h的平均升温速率或经1～48h升温至490～510℃，并保温1～60h，然后快速冷却，控制平均冷却速率≥70℃/h(优选≥100℃/h)，可通过放置冷却装置中等方式强冷实现；
(3)预热保温处理，在预热保温处理之前可对经均匀化处理的铸锭包覆一层铝，预热保温过程为：从室温以10～400℃/h的平均升温速率或经1～48h升温至420～500℃，保温1～15h；
(4)热轧，其过程为：热轧开轧温度为410～495℃，热终轧温度>250℃；
(5)对热轧后的板材进行退火和/或固溶处理；
(6)对经步骤(5)处理后的板材进行精整处理，处理过后进行自然时效，得到T3态板材。
上述步骤(5)中，对厚板产品，其成品厚度为≥4.0mm，优选≥6.0mm，可直接热轧至成品厚度，紧接着进行固溶处理，固溶处理可采用辊底式淬火炉或盐浴炉等，固溶温度>490℃，保温时间>15min；之后再通过步骤(6)进行精整处理，处理后进行自然时效，得到T3态厚板产品。
上述步骤(5)中，对中厚板产品，其成品厚度为2.0～7.0mm，优选2.5～6.0mm，可通过步骤(4)热轧至3.0～12mm，优选4.0～10.0mm，然后可选择性进行退火处理再进行冷轧，直接冷轧至成品厚度，之后可选择的进行固溶前的预退火处理再进行固溶处理，固溶过程可采取辊底式淬火炉，盐浴处理或气垫炉处理等，固溶过程必须保证固溶温度>490℃，保温时间>5min；之后再通过步骤(6)进行精整处理，处理过后进行自然时效，得到T3态不同厚度产品。
上述步骤(5)中，对于薄板产品，其成品厚度为≤3.0mm，优选≤2.5mm，可通过步骤(4)热轧至3.0～10.0mm，优选4.0～6.0mm，之后可选择性进行退火处理再进行冷轧，冷轧至1.5～5.0mm，优选为2.5～4.0mm，之后进行中间退火处理；紧接着再次进行冷轧，直接冷轧至成品厚度；之后可选择的进行固溶前的预退火处理再进行固溶处理，固溶过程可采取盐浴处理或气垫炉处理等，固溶过程必须保证固溶温度>490℃，保温时间>5min；之后进行精整处理，处理过后进行自然时效，得到T3态不同厚度产品。
上述步骤(5)中，所有涉及到退火的过程，其温度控制在300～400℃，保温时间控制在1～15h。
实施例1
1)以AA2524合金为例，具体成分以质量百分比计为：Cu4.28wt.％，Mg1.34wt.％，Mn0.59wt.％，Ti0.03wt.％，Fe0.03wt.％，Si0.03wt.％，其余组分为Al和不可避免的杂质。
2)按照1)中合金元素配比进行配料熔炼，铸造得到扁锭，扁锭横截面尺寸为1350mm×450mm，之后对扁锭进行如下的加工工艺处理。其特征在于：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约12h升温至498℃保温30h，然后冷却，控制平均冷却速率100℃/h或经约5h冷至室温；扁锭铣面至约400mm厚，包覆铝之后对均匀化处理后的扁锭进行热轧前的预热保温处理，预热保温过程为：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约11h升温至460℃，保温4h；然后直接进行热轧，热轧起始厚度约为400mm，热轧开轧温度在450～460℃，热轧至成品厚度6.0mm，热终轧温度在280～300℃；之后进行498℃/50min辊底炉固溶处理；之后进行精整处理，处理后自然时效96h以上，最终得到6.0mm-T3态板材。
实施例2
1)以AA2524合金为例，具体成分以质量百分比计为：Cu4.28wt.％，Mg1.34wt.％，Mn0.59wt.％，Ti0.03wt.％，Fe0.03wt.％，Si0.03wt.％，其余组分为Al和不可避免的杂质。
2)按照1)中合金元素配比进行配料熔炼，铸造得到扁锭，扁锭横截面尺寸为1350mm×450mm，之后对扁锭进行如下的加工工艺处理。其特征在于：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约12h升温至498℃保温30h，然后冷却，控制平均冷却速率100℃/h或经约5h冷至室温；扁锭铣面至约400mm厚，包覆铝，之后对均匀化处理后的扁锭进行热轧前的预热保温处理，预热保温过程为：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约11h升温至460℃，保温4h；然后直接进行热轧，热轧起始厚度约为400mm，热轧开轧温度在450～460℃，热轧至5.0mm，热终轧温度在280～300℃；之后进行冷轧，冷轧至成品厚度3.0mm；之后进行496℃/30min盐浴固溶处理或气垫炉处理；之后进行精整处理，处理后自然时效96h以上，最终得到3.0mm-T3态板材。
实施例3
1)以AA2524合金为例，具体成分以质量百分比计为：Cu4.28wt.％，Mg1.34wt.％，Mn0.59wt.％，Ti0.03wt.％，Fe0.03wt.％，Si0.03wt.％，其余组分为Al和不可避免的杂质。
2)按照1)中合金元素配比进行配料熔炼，铸造得到扁锭，扁锭横截面尺寸为1350mm×450mm，之后对扁锭进行如下的加工工艺处理。其特征在于：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约12h升温至498℃保温30h，然后冷却，控制平均冷却速率100℃/h或经约5h冷至室温；扁锭铣面至约400mm厚，包覆铝，之后对均匀化处理后的扁锭进行热轧前的预热保温处理，预热保温过程为：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约10h升温至425℃，保温4h；然后直接进行热轧，热轧起始厚度约为400mm，热轧开轧温度在415～425℃，热轧至6.0mm，热终轧温度在280～300℃；之后进行冷轧，冷轧至4.0mm；之后进行360℃/4h的退火处理；紧接着再次进行冷轧，直接轧制至成品厚度2.0mm；之后进行498℃/20min盐浴固溶处理或气垫炉处理；之后进行精整处理，处理后自然时效96h以上，最终得到2.0mm-T3态板材。
实施例4
以实施例3中热轧至6.0mm热轧板为起始状态，之后进行冷轧，冷轧至2.5mm；之后进行360℃/4h的退火处理；紧接着再次进行冷轧，直接轧制至成品厚度1.0mm；之后进行360℃/4h的固溶前预退火处理；之后进行496℃/16min气垫炉固溶处理；之后进行精整处理，处理后自然时效96h以上，最终得到1.0mm-T3态板材。
实施例5
1)以AA2524合金为例，具体成分以质量百分比计为：Cu4.28wt.％，Mg1.34wt.％，Mn0.59wt.％，Ti0.03wt.％，Fe0.03wt.％，Si0.03wt.％，其余组分为Al和不可避免的杂质。
2)按照1)中合金元素配比进行配料熔炼，铸造得到扁锭，扁锭横截面尺寸为1350mm×450mm，之后对扁锭进行如下的加工工艺处理。其特征在于：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约12h升温至498℃保温30h，然后快速冷却，控制平均冷却速率100℃/h或经约5h冷至室温，扁锭铣面至约400mm厚，包覆铝，之后对均匀化处理后的扁锭进行热轧前的预热保温处理，预热保温过程为：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约11h升温至460℃，保温4h；然后直接进行热轧，热轧起始厚度约为400mm，热轧开轧温度在450～460℃，热轧至6.0mm，热终轧温度在300～320℃；之后进行冷轧，冷轧至4.0mm；之后进行360℃/4h的退火处理；紧接着再次进行冷轧，直接轧制至成品厚度2.0mm；之后进行498℃/20min盐浴固溶处理或气垫炉处理；之后进行精整处理，处理后自然时效96h以上，最终得到2.0mm-T3态板材。
实施例6
以实施例5中热轧至6.0mm热轧板为起始状态，热轧后进行360℃/4h预退火处理，之后冷轧至2.5mm；之后进行360℃/4h的退火处理；紧接着再次进行冷轧，直接轧制至成品厚度1.0mm；之后进行360℃/4h的固溶前预退火处理；之后进行498℃/16min气垫炉固溶处理；之后进行精整处理，处理后自然时效96h以上，最终得到1.0mm-T3态板材。
实施例7
1)以AA2524合金为例，具体成分以质量百分比计为：Cu4.28wt.％，Mg1.34wt.％，Mn0.59wt.％，Ti0.03wt.％，Fe0.03wt.％，Si0.03wt.％，其余组分为Al和不可避免的杂质。
2)按照1)中合金元素配比进行配料熔炼，铸造得到扁锭，扁锭横截面尺寸为1350mm×450mm，之后对扁锭进行如下的加工工艺处理。其特征在于：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约12h升温至498℃保温30h，然后冷却，控制平均冷却速率100℃/h或经约5h冷至室温，扁锭铣面至约400mm厚，包覆铝，之后对均匀化处理后的扁锭进行热轧前的预热保温处理，预热保温过程为：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约12h升温至480℃，保温4h；然后直接进行热轧，热轧起始厚度约为400mm，热轧开轧温度在470～480℃，热轧至6.0mm，热终轧温度在300～320℃；之后进行冷轧，冷轧至3.0mm；之后进行360℃/4h的退火处理；紧接着再次进行冷轧，直接轧制至成品厚度1.2mm；之后进行360℃/4h的固溶前预退火处理；之后进行498℃/20min盐浴固溶处理；之后进行精整处理，处理后自然时效96h以上，最终得到1.2mm-T3态板材。
实施例8
1)以AA2524合金为例，具体成分以质量百分比计为：Cu4.28wt.％，Mg1.34wt.％，Mn0.59wt.％，Ti0.03wt.％，Fe0.03wt.％，Si0.03wt.％，其余组分为Al和不可避免的杂质。
2)按照1)中合金元素配比进行配料熔炼，铸造得到扁锭，扁锭横截面尺寸为1350mm×450mm，之后对扁锭进行如下的加工工艺处理。其特征在于：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约12h升温至498℃保温30h，然后冷却，控制平均冷却速率100℃/h或经约5h冷至室温，扁锭铣面至约400mm厚，包覆铝，之后对均匀化处理后的扁锭进行热轧前的预热保温处理，预热保温过程为：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约12h升温至480℃，保温4h；然后直接进行热轧，热轧起始厚度约为400mm，热轧开轧温度在470～480℃，热轧至4.5mm，热终轧温度在300～320℃；之后进行冷轧，冷轧至1.5mm；之后进行360℃/4h的退火处理；紧接着再冷轧至成品厚度0.8mm；之后进行360℃/4h的固溶前预退火处理；之后进行498℃/16min盐浴固溶处理；之后进行精整处理，处理后自然时效96h以上，最终得到0.8mm-T3态板材。
比较例1
1)以AA2524合金为例，具体成分以质量百分比计为：Cu4.28wt.％，Mg1.34wt.％，Mn0.59wt.％，Ti0.03wt.％，Fe0.03wt.％，Si0.03wt.％，其余组分为Al和不可避免的杂质。
2)按照1)中合金元素配比进行配料熔炼，铸造得到扁锭，扁锭横截面尺寸为1350mm×450mm，之后对扁锭进行如下的加工工艺处理。其特征在于：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约12h升温至498℃保温30h，然炉外冷却，平均冷却速率30℃/h冷至室温，扁锭铣面至约400mm厚，包覆铝，之后对均匀化处理后的扁锭进行热轧前的预热保温处理，预热保温过程为：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约11h升温至450℃，保温4h；然后直接进行热轧，热轧起始厚度约为400mm，热轧开轧温度在440～450℃，热轧至6.0mm，热终轧温度在300～320℃；之后进行冷轧，冷轧至4.0mm；之后进行360℃/4h的退火处理；紧接着再次进行冷轧，直接轧制至成品厚度2.0mm；之后进行498℃/20min盐浴固溶处理或气垫炉处理；之后进行精整处理，处理后自然时效96h以上，最终得到2.0mm-T3态板材。
比较例2
以比较例1中热轧至6.0mm热轧板为起始状态，之后进行冷轧，冷轧至2.0mm；之后进行360℃/4h的退火处理；紧接着再次进行冷轧，直接轧制至成品厚度1.0mm；之后进行360℃/4h的固溶前预退火处理；之后进行498℃/16min气垫炉固溶处理；之后进行精整处理，处理后自然时效96h以上，最终得到1.0mm-T3态板材。
比较例3
1)以AA2524合金为例，具体成分以质量百分比计为：Cu4.28wt.％，Mg1.34wt.％，Mn0.59wt.％，Ti0.03wt.％，Fe0.03wt.％，Si0.03wt.％，其余组分为Al和不可避免的杂质。
2)按照1)中合金元素配比进行配料熔炼，铸造得到扁锭，扁锭横截面尺寸为1350mm×450mm，之后对扁锭进行如下的加工工艺处理。其特征在于：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约12h升温至488℃保温30h，然后冷却，控制平均冷却速率100℃/h或经约5h冷至室温，扁锭铣面至约400mm厚，包覆铝，之后对均匀化处理后的扁锭进行热轧前的预热保温处理，预热保温过程为：从室温以40℃/h的平均升温速率或经约11h升温至460℃，保温4h；然后直接进行热轧，热轧起始厚度约为400mm，热轧开轧温度在450～460℃，热轧至6.0mm，热终轧温度在300～320℃；之后进行冷轧，冷轧至4.0mm；之后进行360℃/4h的退火处理；紧接着再次进行冷轧，直接轧制至成品厚度2.0mm；之后进行498℃/20min盐浴固溶处理或气垫炉处理；之后进行精整处理，处理后自然时效96h以上，最终得到2.0mm-T3态板材。
比较例4
以比较例3中热轧至6.0mm热轧板为起始状态，热轧后进行360℃/4h预退火处理，之后冷轧至2.5mm；之后进行360℃/4h的退火处理；紧接着再次进行冷轧，直接轧制至成品厚度1.0mm；之后进行360℃/4h的固溶前预退火处理；之后进行498℃/16min气垫炉固溶处理；之后进行精整处理，处理后自然时效96h以上，最终得到1.0mm-T3态板材。
表1示意了实施例及比较例合金热轧前组织中粗大相即粗大S相和θ相面积分数统计结果，表2示意了6.0mm/3.0mm/2.0mm/1.2mm/1.0mm/0.8mm-T3态板实施例或比较例性能数据。
由表1的结果表明，如实施例1-实施例8，采用高温均匀化制度(498℃/30h)+高速冷却(100℃/h)，能够很好的控制组织中粗大相面积分数，此时粗大相面积分数较小，分别为0.6％或0.5％。如比较例1、比较例2中，只采取较高的均匀化制度(498℃/30h)，没有控制冷却速率(30℃/h)，不能很好的控制粗大相面积分数，此时粗大相面积分数较大，为1.1％。如比较例3、比较例4中，只采取较高的冷却速率(100℃/h)，没有控制好均匀化制度(488℃/30h)，仍然不能很好的控制粗大相面积分数，此时粗大相面积分数达到了1.2％。
由表2的结果表明，本发明通过优化均匀化制度、冷却制度，并将优化后的工艺同时应用于6.0mm/3.0mm/2.0mm/1.2mm/1.0mm/0.8mm厚2524-T3板生产过程，能够显著的改善2524-T3板疲劳裂纹扩展速率da/dN，使不同厚度2524-T3板da/dN均能满足美标ASTME647要求，即da/dN<3.05×10-3mm/cycle，具体数据如表2所示。
由此可见，采用本发明关键均匀化温度、时间及均匀化后冷却速率处理后，能够有效的控制热轧前合金组织中未溶粗大相的面积分数，从而显著的改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率da/dN值。
当然，以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
表1实施例及比较例热轧前合金组织中粗大S相及θ相面积分数统计结果
表26.0mm/3.0mm/2.0mm/1.2mm/1.0mm/0.8mm-T3态板实施例或比较例性能数据

Claims (7)

1.改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）按照加工2×××-T3板的合金成分及其含量范围进行配料熔炼，铸造得到所需铸锭；
（2）均匀化热处理，其过程为：将铸锭从室温以10~400℃/h的平均升温速率或经1~48h升温至490~510℃，并保温1~60h，然后快速冷却，控制平均冷却速率≥70℃/h；
（3）预热保温处理，其过程为：将经步骤（2）处理后的铸锭从室温以10~400℃/h的平均升温速率或经1~48h升温至420~500℃，保温1~15h；
（4）热轧，其过程为：热轧开轧温度为410~495℃，热终轧温度>250℃；
（5）对热轧后的板材进行退火和/或固溶处理，退火处理其温度控制在300~400℃，保温时间控制在1~15h，固溶处理的固溶温度>490℃，保温时间>15min；
（6）对经步骤（5）处理后的板材进行精整处理，处理过后进行自然时效，得到T3态板材。
2.根据权利要求1所述的改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，其特征在于：对于厚板产品，其成品厚度≥4.0mm，经步骤（4）热轧至成品厚度，所述步骤（5）中的固溶处理采用辊底式淬火炉或盐浴炉。
3.根据权利要求1所述的改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，其特征在于：对于中厚板产品，其成品厚度为2.0~7.0mm，经步骤（4）热轧至3.0~12mm，所述步骤（5）中可选择地进行退火处理再进行冷轧，直接冷轧至成品厚度，之后可选择地进行固溶前的预退火处理再进行固溶处理，固溶过程采取辊底式淬火炉、盐浴处理或气垫炉处理，且保温时间>5min。
4.根据权利要求1所述的改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，其特征在于：对于薄板产品，其成品厚度为≤3.0mm，经步骤（4）热轧至3.0~10.0mm，所述步骤（5）中可选择地进行退火处理再进行冷轧，冷轧至1.5~5.0mm，之后进行中间退火处理；之后再次进行冷轧，直接冷轧至成品厚度；之后可选择地进行固溶前的预退火处理再进行固溶处理，固溶过程采取盐浴处理或气垫炉处理，且保温时间>5min。
5.根据权利要求1所述的改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，其特征在于：所述步骤（1）中的合金材料成分范围包括AA2524、AA2024合金。
6.根据权利要求1所述的改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中快速冷却，通过放置冷却装置中实现，控制平均冷却速率≥100℃/h。
7.根据权利要求1所述的改善2×××-T3板疲劳裂纹扩展速率的热处理方法，其特征在于：所述步骤（3）之前对经均匀化处理的铸锭包覆一层铝。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110218921A (zh) * 2019-06-21 2019-09-10 天津忠旺铝业有限公司 一种t4态2024铝合金薄板的加工方法
CN115198073A (zh) * 2022-07-25 2022-10-18 中铝瑞闽股份有限公司 一种均匀化和加热分离的6xxx铝合金板材的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070243097A1 (en) * 2004-06-25 2007-10-18 Emmanuelle Sarrazin Process for Fabrication of Products Made of an Aluminium Alloy With High Toughness and High Fatigue Resistance
US20080121317A1 (en) * 2002-08-20 2008-05-29 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh HIGH DAMAGE TOLERANT Al-Cu ALLOY
CN101760681A (zh) * 2009-12-28 2010-06-30 东北轻合金有限责任公司 高损伤容限型2e12铝合金薄板的制作方法
CN101967615A (zh) * 2010-10-27 2011-02-09 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种提高2000系铝合金板材损伤容限性能的方法
CN103589977A (zh) * 2013-11-11 2014-02-19 中南大学 一种提高Al-Cu-Mg合金抗疲劳性能的方法
CN104805385A (zh) * 2015-05-07 2015-07-29 广西南南铝加工有限公司 一种超大规格半连续铸造圆锭的均匀化热处理方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080121317A1 (en) * 2002-08-20 2008-05-29 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh HIGH DAMAGE TOLERANT Al-Cu ALLOY
US20070243097A1 (en) * 2004-06-25 2007-10-18 Emmanuelle Sarrazin Process for Fabrication of Products Made of an Aluminium Alloy With High Toughness and High Fatigue Resistance
CN101760681A (zh) * 2009-12-28 2010-06-30 东北轻合金有限责任公司 高损伤容限型2e12铝合金薄板的制作方法
CN101967615A (zh) * 2010-10-27 2011-02-09 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种提高2000系铝合金板材损伤容限性能的方法
CN103589977A (zh) * 2013-11-11 2014-02-19 中南大学 一种提高Al-Cu-Mg合金抗疲劳性能的方法
CN104805385A (zh) * 2015-05-07 2015-07-29 广西南南铝加工有限公司 一种超大规格半连续铸造圆锭的均匀化热处理方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110218921A (zh) * 2019-06-21 2019-09-10 天津忠旺铝业有限公司 一种t4态2024铝合金薄板的加工方法
CN115198073A (zh) * 2022-07-25 2022-10-18 中铝瑞闽股份有限公司 一种均匀化和加热分离的6xxx铝合金板材的制备方法
CN115198073B (zh) * 2022-07-25 2023-10-24 中铝瑞闽股份有限公司 一种均匀化和加热分离的6xxx铝合金板材的制备方法

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