CN106319404A - 一种铝合金三级时效热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种铝合金三级时效热处理方法，包括步骤：(1)、以铝合金板材为原料进行固溶、淬火，固溶处理温度为560℃，固溶保温时间为40min，所述铝合金板材的材质按质量比包括：1％的Cu；0.8％的Si；0.5％的Fe；1.1％的Mg；0.6％的Mn；0.1％的Cr；0.2％的Zn；0.1％的Ti，余量为Al；(2)、固溶淬火后依次进行一级时效135℃/6h、二级时效210℃/0.5h、以及三级时效150℃/12h，时效在空气循环炉中进行。本发明通过对铝合金板材进行三级时效热处理，可以获得具有较高耐晶间腐蚀性能、以及高强度的铝合金。
Description
技术领域
本申请属于铝合金材料制造技术领域，特别是涉及一种铝合金三级时效热处理方法。
背景技术
时效硬化型铝合金具有低密度、高比强度及良好的耐蚀性、塑性成形性，是广泛用于飞机制造的重要轻质结构材料，主要包括超高强7000系Al-Zn-Mg-Cu合金(500-700MPa)、高强2000系Al-Cu-Mg合金(400-500MPa)和中强6000系Al-Mg-Si-Cu合金(300-400MPa)三大类，代表性合金牌号分别有7075、2024和6056。与7000系和2000系铝合金相比，尽管6000系铝合金更具有材料密度和成本低、铸锭成型性能、塑性加工性能、表面处理性能优良以及应力腐蚀开裂倾向性低等优势。然而，到目前为止，6000系铝合金在飞机制造上用材比例显著低于7000系和2000系铝合金。造成这一现象的首要原因是6000系铝合金强度相对较低。尽管人工时效至峰值状态下(T6)，6000系铝合金强度也还是大大低于7000系和2000系铝合金，无法体现减重优势；同时，峰值时效状态下6000系铝合金还存在严重的晶间腐蚀敏感性，从而严重影响飞机寿命及安全性。因此，如何实现既大幅度提高6000系铝合金强度，使其超过2000系铝合金、甚至7000系铝合金，同时又能消除其晶间腐蚀敏感性，对于扩大6000系铝合金在飞机制造领域的应用范围具有关键意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金三级时效热处理方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开了一种铝合金三级时效热处理方法，包括步骤：
(1)、以铝合金板材为原料进行固溶、淬火，固溶处理温度为560℃，固溶保温时间为40min，所述铝合金板材的材质按质量比包括：1％的Cu；0.8％的Si；0.5％的Fe；1.1％的Mg；0.6％的Mn；0.1％的Cr；0.2％的Zn；0.1％的Ti，余量为Al；
(2)、固溶淬火后依次进行一级时效135℃/6h、二级时效210℃/0.5h、以及三级时效150℃/12h，时效在空气循环炉中进行。
优选的，在上述的铝合金三级时效热处理方法中，所述热处理后的铝合金的抗拉强度为398MPa。
优选的，在上述的铝合金三级时效热处理方法中，所述热处理后的铝合金的屈服强度为380MPa。
优选的，在上述的铝合金三级时效热处理方法中，所述热处理后的铝合金的延伸率为12.2％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)、本发明通过对铝合金板材进行三级时效热处理，可以获得具有较高耐晶间腐蚀性能、以及高强度的铝合金；
(2)、本发明中第三级时效制度在低温下进行,它的目的是使析出质点更粗大,析出质点间的距离更大。第三级时效是利用第二级时效后合金中还有一定的固溶饱和度来进行时效强化的补充,同时将耐蚀性能进一步提高,该第三级时效完全是前两级时效的补充。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本实施例中，铝合金三级时效热处理方法，包括步骤：
(1)、以铝合金板材为原料进行固溶、淬火，固溶处理温度为560℃，固溶保温时间为40min，所述铝合金板材的材质按质量比包括：1％的Cu；0.8％的Si；0.5％的Fe；1.1％的Mg；0.6％的Mn；0.1％的Cr；0.2％的Zn；0.1％的Ti，余量为Al；
(2)、固溶淬火后依次进行一级时效135℃/6h、二级时效210℃/0.5h、以及三级时效150℃/12h，时效在空气循环炉中进行。
光学金相分析所用显微镜为OLYMPUS-PMG3型多功能光学显微镜。
晶间腐蚀按航标HB5255-83执行,透射电子显微镜在JEM-200CX型电镜上进行,断口观察在AMARY-1000B型扫描电子显微镜上进行。
对上述获得的铝合金进行SEM断口分析，可以发现，合金的断裂方式是典型的韧性断裂，说明该合金具有良好的力学性能。
对上述获得的铝合金进行24h晶间腐蚀，可以发现合金表面上仅有轻度点蚀产生，并且点蚀分布不连续。
通过透射电镜观察铝合金的TEM组织图，晶界上有粗大的不规则质点析出，析出相之间的距离大,并呈不连续分布。晶界析出相不连续分布,那么裂纹的扩展就受到阻挡,合金的晶间腐蚀就受到抑制。
对所获得的铝合金进行力学测试，可知，该合金的抗拉强度为398MPa。屈服强度为380MPa。延伸率为12.2％。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
Claims (4)
1.一种铝合金三级时效热处理方法，其特征在于，包括步骤：
(1)、以铝合金板材为原料进行固溶、淬火，固溶处理温度为560℃，固溶保温时间为40min，所述铝合金板材的材质按质量比包括：1％的Cu；0.8％的Si；0.5％的Fe；1.1％的Mg；0.6％的Mn；0.1％的Cr；0.2％的Zn；0.1％的Ti，余量为Al；
(2)、固溶淬火后依次进行一级时效135℃/6h、二级时效210℃/0.5h、以及三级时效150℃/12h，时效在空气循环炉中进行。
2.根据权利要求1所述的铝合金三级时效热处理方法，其特征在于：所述热处理后的铝合金的抗拉强度为398MPa。
3.根据权利要求1所述的铝合金三级时效热处理方法，其特征在于：所述热处理后的铝合金的屈服强度为380MPa。
4.根据权利要求1所述的铝合金三级时效热处理方法，其特征在于：所述热处理后的铝合金的延伸率为12.2％。
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