CN105568190A - Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er合金双级时效工艺 - Google Patents

Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er合金双级时效工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN105568190A
CN105568190A CN201610150854.7A CN201610150854A CN105568190A CN 105568190 A CN105568190 A CN 105568190A CN 201610150854 A CN201610150854 A CN 201610150854A CN 105568190 A CN105568190 A CN 105568190A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
stage
stage aging
temperature
room temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610150854.7A
Other languages
English (en)
Inventor
黄晖
张明珠
聂祚仁
刘冉
高坤元
文胜平
吴晓蓝
吴浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Technology
Original Assignee
Beijing University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Technology filed Critical Beijing University of Technology
Priority to CN201610150854.7A priority Critical patent/CN105568190A/zh
Publication of CN105568190A publication Critical patent/CN105568190A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/053—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with zinc as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/10—Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er合金双级时效工艺，属于有色金属技术领域。具体工艺过程如下，首先对合金进行固溶处理，从室温升至475℃，升温速率2℃/min，保温2h，室温水冷淬火；然后进行慢速升温双级时效热处理，第一级时效从室温升至120℃，升温速率为1℃/min，保温5h；第二级时效从120℃升至第二级时效温度，升温速率为1℃/min，第二级时效制度分别为150℃保温12～36h，160℃保温8～36h或170℃保温6～34h。本发明可获得屈服强度约450～545MPa，维氏硬度值约160～193HV，抗剥落腐蚀性能EA级及以上的合金，综合性能得到提高。

Description

Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er合金双级时效工艺
技术领域
本发明属于有色金属技术领域，涉及一种Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金的双级时效热处理工艺。
背景技术
Al-Zn-Mg-Cu系铝合金属于热处理可强化铝合金，它具有低密度、高比强度及韧性好等特点，作为航空航天及交通运输领域的主要结构材料，得到广泛应用。但其韧性低、耐腐蚀性能差等缺点又限制了其使用范围，目前有效的方法是调整合金成分及优化热处理制度，获得晶界组织断续、晶内组织弥散的合金分布，从而提高合金抗腐蚀性能的同时又保持原有的高强度，提高合金的综合性能。
7075铝合金是第一个可以应用于实际的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金，为解决其韧性低、耐腐蚀性能差等缺点先后采取了多种方法，如在元素组成上，增加了Zn、Cu含量和Cu/Mg比值来提高强度，用元素Zr代替了Cr，有效的细化了合金的晶粒尺寸，从而开发出强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能等综合性能较高的合金；在热处理制度上，开发出双级时效制度，使合金在牺牲少量强度的同时，抗应力腐蚀性能得到明显提高。
本发明合金基于目前应用成熟的7075合金成分，通过降低Cu元素含量，复合添加Er、Zr微合金化元素提出的一种新型Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金。Er元素的添加有钉扎位错、细化晶粒、提高合金热稳定性能的积极作用。因此，为使该种合金获得更好地综合性能，其后续热处理工艺的研究具有重要意义。
目前已有针对Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金双级时效热处理工艺的研究(专利申请号：201510038958.4)，具体热处理步骤如下：所述铝合金在470℃固溶2h，然后室温水冷淬火；水淬后的合金进行双级时效处理，第一级时效制度为105℃保温5h；第二级时效分别在150℃、160℃、170℃保温(0～36)h，上述热处理工艺为快速升温过程，在实际工业生产过程中，热处理合金多为大构件型材，热处理过程中的快速升温难以实现，且难以保证构件芯部和表面温度的一致性。因此，本发明提出一种适用于厚壁挤压件的慢速升温热处理工艺，克服了厚壁件热处理过程中快速升温带来的组织和性能的不均匀性，从而获得高强度及良好的耐剥落腐蚀性能，其中固溶过程升温速率为2℃/min，时效过程升温速率为1℃/min。
发明内容
本发明提供一种Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金工业条件下的双级时效热处理工艺，通过调整热处理过程中的升温速率，得到适用于工业条件下的双级时效工艺，使合金具有良好的抗腐蚀性能及较高的强度等综合性能。
一种Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金工业条件下的双级时效热处理工艺，其特征在于：
对Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金进行固溶处理，从室温升至475℃，升温速率2℃/min，保温2h，室温水冷淬火；水淬后获得的合金进行慢速升温双级时效热处理，步骤如下：
A、第一级时效：从室温升至120℃，升温速率为1℃/min，保温5h；
B、第二级时效：从120℃升至第二级时效温度，升温速率为1℃/min，第二级时效制度分别为：150℃保温12～36h、160℃保温8～36h或170℃保温6～34h。
Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金的质量百分比成分为：Zn：5.6～6.6，Mg：1.8～2.6，Cu：1.0～1.6，Zr：0.08～0.12，Er：0.08～0.12，余量为Al和不可避免的杂质，均匀化工艺为400℃/10h+465℃/24h。
上述工业条件下的双级时效热处理工艺，可获得屈服强度约450～545MPa，维氏硬度约160～193HV，抗剥落腐蚀性能EA级及以上的合金。
采用本发明的技术方案能为工业条件下合金热处理提供有效的工艺窗口，获得最佳力学性能、腐蚀性能的工艺状态，使合金具有良好的综合性能。
附图说明
图1为本发明实施例1、2、3经过二级时效所得合金的力学性能、腐蚀性能及优选工艺区间图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
将所述Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金进行固溶处理，从室温升至475℃，升温速率2℃/min，保温2h，室温水冷淬火；然后进行双级时效慢速升温热处理，第一级时效从室温升至120℃，升温速率为1℃/min，保温5h；第二级时效从120℃升至150℃，升温速率为1℃/min，保温0～36h。
实施例2
将所述Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金进行固溶处理，从室温升至475℃，升温速率2℃/min，保温2h，室温水冷淬火；然后进行双级时效慢速升温热处理，第一级时效从室温升至120℃，升温速率为1℃/min，保温5h；第二级时效从120℃升至160℃，升温速率为1℃/min，保温0～36h。
实施例3
将所述Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金进行固溶处理，从室温升至475℃，升温速率2℃/min，保温2h，室温水冷淬火；然后进行双级时效慢速升温热处理，第一级时效从室温升至120℃，升温速率为1℃/min，保温5h；第二级时效从120℃升至170℃，升温速率为1℃/min，保温0～36h。
表1是实施例1、2、3所对应的合金双级时效处理后的抗剥落腐蚀评级。
表1实施例1、2、3所对应的合金双级时效处理后的抗剥落腐蚀评级
由表1可以看出，合金经双级时效处理后可得到抗剥落腐蚀性能良好的工艺窗口，且抗腐蚀性能随着二级时效时间的延长和温度的增加逐步提高。同时，结合图1可知，随着二级时效时间的延长，合金的硬度先升高后逐步下降，且二级时效温度越高，硬度下降速度越快，幅度越大。
实施例1中，第二级时效温度为150℃保温12～36h时，此时合金的Rp0.2值约为520～545MPa，对应的维氏硬度值约为187～193HV，抗剥落腐蚀评级皆为EA级，强度较高，综合性能良好。
实施例2中，第二级时效制度为160℃保温8～36h时，此时合金的Rp0.2值约为(510～535)MPa，对应的维氏硬度值约为175～192HV，抗剥落腐蚀评级为EA级及以上。其中，二级时效时间为14～36h时，抗剥落腐蚀评级皆为PC级，此时合金的Rp0.2值约为504～535MPa，对应的维氏硬度值约为175～190HV，综合性能良好。
实施例3中，第二级时效制度为170℃保温6～34h时，此时合金的Rp0.2值约为450～515MPa，对应的维氏硬度值约为160～186HV，抗剥落腐蚀评级皆为EA级及以上。其中，二级时效时间为10～34h时，抗剥落腐蚀评级皆为PC级，此时合金的Rp0.2值约为450～508MPa，对应的维氏硬度值约为160～178HV，综合性能良好。
因此，目标铝合金在工业条件下的双级时效工艺如下：第一级时效制度为120℃/5h，第二级为150℃/(12～36)h，160℃/(8～36)h或170℃/(6～34)h，升温速率为1℃/min。此时合金的屈服强度约为450～545MPa，对应的维氏硬度值约为160～193HV，抗剥落腐蚀评级为EA级及以上，合金抗腐蚀性能好，硬度值较高，综合性能提高。

Claims (3)

1.一种Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金工业条件下的双级时效热处理工艺，其特征在于：
对Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金进行固溶处理，从室温升至475℃，升温速率2℃/min，保温2h，室温水冷淬火；水淬后获得的合金进行慢速升温双级时效热处理，步骤如下：
A、第一级时效：从室温升至120℃，升温速率为1℃/min，保温5h；
B、第二级时效：从120℃升至第二级时效温度，升温速率为1℃/min，第二级时效制度分别为：150℃保温12～36h、160℃保温8～36h或170℃保温6～34h。
2.按照权利要求1所述的一种Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金工业条件下的双级时效热处理工艺，其特征在于，Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金的质量百分比成分为：Zn：5.6～6.6，Mg：1.8～2.6，Cu：1.0～1.6，Zr：0.08～0.12，Er：0.08～0.12，余量为Al和不可避免的杂质，均匀化工艺为400℃/10h+465℃/24h。
3.按照权利要求1所述的一种Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er铝合金工业条件下的双级时效热处理工艺，其特征在于，获得屈服强度为450～545MPa、维氏硬度为160～193HV、抗剥落腐蚀性能EA级及以上的合金。
CN201610150854.7A 2016-03-16 2016-03-16 Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er合金双级时效工艺 Pending CN105568190A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610150854.7A CN105568190A (zh) 2016-03-16 2016-03-16 Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er合金双级时效工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610150854.7A CN105568190A (zh) 2016-03-16 2016-03-16 Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er合金双级时效工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105568190A true CN105568190A (zh) 2016-05-11

Family

ID=55878801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610150854.7A Pending CN105568190A (zh) 2016-03-16 2016-03-16 Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er合金双级时效工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105568190A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107447140A (zh) * 2017-07-26 2017-12-08 广西大学 一种性能优异的高强铝合金及其制备方法
CN108103372A (zh) * 2018-02-23 2018-06-01 北京工业大学 Al-Zn-Mg-Cu-Mn-Er-Zr铝合金三级时效工艺
CN113846279A (zh) * 2021-09-26 2021-12-28 浙江大学 一种用于7075铝合金的超快速时效工艺及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103060638A (zh) * 2013-01-10 2013-04-24 北京工业大学 一种Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er合金的双级时效工艺
CN103255327A (zh) * 2013-04-27 2013-08-21 北京工业大学 一种Al-Zn-Mg-Cu-Mn-Zr-Er合金及制备工艺
CN104451291A (zh) * 2014-11-21 2015-03-25 北京工业大学 一种Er、Zr复合微合金化Al-Zn-Mg-Cu合金的均匀化热处理工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103060638A (zh) * 2013-01-10 2013-04-24 北京工业大学 一种Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er合金的双级时效工艺
CN103255327A (zh) * 2013-04-27 2013-08-21 北京工业大学 一种Al-Zn-Mg-Cu-Mn-Zr-Er合金及制备工艺
CN104451291A (zh) * 2014-11-21 2015-03-25 北京工业大学 一种Er、Zr复合微合金化Al-Zn-Mg-Cu合金的均匀化热处理工艺

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107447140A (zh) * 2017-07-26 2017-12-08 广西大学 一种性能优异的高强铝合金及其制备方法
CN107447140B (zh) * 2017-07-26 2019-02-05 广西大学 一种性能优异的高强铝合金及其制备方法
CN108103372A (zh) * 2018-02-23 2018-06-01 北京工业大学 Al-Zn-Mg-Cu-Mn-Er-Zr铝合金三级时效工艺
CN113846279A (zh) * 2021-09-26 2021-12-28 浙江大学 一种用于7075铝合金的超快速时效工艺及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106399776B (zh) 一种800MPa级超高强铝合金及其制备方法
CN103667825B (zh) 一种超高强高韧耐蚀铝合金及其制造方法
CN110846599B (zh) 一种提高800MPa级铝合金腐蚀性能的热处理方法
US20210238723A1 (en) High-strength magnesium alloy profile, preparation process therefor and use thereof
CN105200359B (zh) 降低喷射成形7000系铝合金产品应力的热处理方法
CN102321858B (zh) Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金的热处理工艺
CN103361523B (zh) 一种结构工程用铝合金型材及其制备方法
CN106435418A (zh) 改善7系铝合金抗晶间与抗应力腐蚀性能的热处理工艺
CN105238961A (zh) 一种6xxx系铝合金及其加工方法
CN103695743B (zh) 一种镁合金及其制备方法
CN103993209B (zh) 稀土Sc微合金化的Al-Mg-Si-Cu合金及其制备方法
CN104745902A (zh) 自行车用高强度Al-Mg-Si-Cu合金及其加工工艺
CN104694800A (zh) 一种高强、轻质Al-Mg-Zn合金
CN103031474A (zh) 一种镁锂合金
CN103255319A (zh) 一种Al-Yb-Zr耐热铝合金及其热处理工艺
CN103060638A (zh) 一种Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er合金的双级时效工艺
CN103866167A (zh) 一种铝合金及其合金板材、以及合金板材的制备方法
CN105369084A (zh) 一种微量添加Er的高镁铝合金均匀化退火及挤压变形工艺
CN105861892A (zh) 一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金轧制及稳定化退火工艺
CN103397228A (zh) 可挤压、可拉伸、耐腐蚀铝合金
CN104388786A (zh) 一种高强度高塑性Mg-Zn-Al-Sn镁合金
CN102242326B (zh) 一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金形变－固溶热处理工艺
CN105568190A (zh) Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er合金双级时效工艺
KR101594625B1 (ko) 열교환기 튜브용 고내식성 알루미늄 합금 및 이를 이용한 열교환기 튜브의 제조방법
CN107460380A (zh) 一种高强耐蚀铝合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160511