CN107988498B - 一种飞行器壁板的制备方法 - Google Patents

一种飞行器壁板的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107988498B
CN107988498B CN201710970901.7A CN201710970901A CN107988498B CN 107988498 B CN107988498 B CN 107988498B CN 201710970901 A CN201710970901 A CN 201710970901A CN 107988498 B CN107988498 B CN 107988498B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
rolling
hours
heat preservation
intermediate alloy
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201710970901.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107988498A (zh
Inventor
何维维
郝敏
陈军洲
李超
张坤
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.)
AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials
Original Assignee
AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials
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 AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials filed Critical AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials
Priority to CN201710970901.7A priority Critical patent/CN107988498B/zh
Publication of CN107988498A publication Critical patent/CN107988498A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107988498B publication Critical patent/CN107988498B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • 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
    • C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • C22C21/16—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium
    • 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
    • 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
    • C22F1/057—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 copper as the next major constituent

Abstract

本发明提供了一种飞行器壁板的制备方法，该方法包括：将纯Al在680℃‑780℃下的电阻炉中熔炼；于690℃‑740℃下加入：以20％‑50％构成的Al‑Cu中间合金、以20‑50％构成的Al‑Mn中间合金、以25‑45％构成的Al‑Zr中间合金和以25‑45％构成的Al‑Ti中间合金；搅拌、除气、扒渣；1x10‑2pa～1x10‑3pa真空度和纯度为99.95～99.99％的氩气气氛保护和搅拌下加入纯Li：0.5‑1.0，静置1h‑2h，半连续铸造铸锭；所述壁板的材料含按质量百分比计的下述组份：Li：0.7‑1.2；Cu：2.2～2.8；Mg：0.8‑1.2；Mn：0.20‑0.60；Zr：0.06‑0.18；Ti：≤0.15；Be：0.00005‑0.00015；平衡量为Al。本发明提供的技术方案在提高韧性的同时，强度也能满足现有技术的需要。

Description

一种飞行器壁板的制备方法
技术领域
本发明涉及一种壁板的制备方法，具体讲设一种壁板的制备方法。
背景技术
合金由于具有优良的综合性能而在航空航天领域得到广泛的应用。例如铝中加入1wt％的锂，密度可降低5％，弹性模量提高6％，这是添加其他轻金属元素如铍、镁所不及的。而且，铝锂合金具有高的比强度和比刚度、高弹性模量等特点，用其代替常规的高强度铝合金可使结构质量减轻10％～20％，刚度提高15％～20％。
虽然铝锂合金具有优异的抗疲劳性，但尚不能满足飞行器壁板强度的需要。因此需要提供一种在提高韧性的同时强度也能满足现有技术需要的技术方案。
发明内容
本发明提供了一种在提高韧性的同时强度也能满足现有技术需要的技术方案，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种飞行器壁板的制备方法，该方法包括
1)将纯Al在680℃-780℃下的电阻炉中熔炼；
2)690℃-740℃下加入：
以20％-50％构成的Al-Cu中间合金、以20-50％构成的Al-Mn中间合金、以25-45％构成的Al-Zr中间合金和以25-45％构成的Al-Ti中间合金
3)搅拌、除气、扒渣；
4)1x10-2pa～1x10-3pa真空度和纯度为99.95～99.99％的氩气气氛保护和搅拌下加入纯Li：1.70-1.90，静置1h-2h，半连续铸造铸锭；
其改进之处在于制得的所述壁板含按质量百分比计的下述组份：Li：0.7-1.2；Cu：2.2～2.8；Mg：0.8-1.2；Mn：0.20-0.60；Zr：0.06-0.18；Ti：≤0.15；Be：0.00005-0.00015；平衡量为Al。
本发明提供的第一优选方案中，Li：0.90。
本发明提供的第二优选方案中，Cu：2.80。
本发明提供的第三优选方案中，Mg：0.80。
本发明提供的第四优选方案中，Mn：0.40。
本发明提供的第五优选方案中，Zr：0.16。
本发明提供的第六优选方案中，Ti：0.05。
本发明提供的第七优选方案中，Be：0.0001。
本发明提供的第八优选方案中，在加热炉内对铸锭进行三级均匀化处理，第一级温度为350℃～420℃，保温时间4～6h；第二级温度为450℃～480℃，保温时间8～12h；第三级温度为500℃～530℃，保温时间24～36h。均匀化后的铸锭扒渣后的热轧制包括,将扒渣后的铸锭加热至520℃～530℃，保温1～2h；轧前、轧制过程中和轧制结束后铸锭的温度分别为≥470℃、≥380℃和需≥365℃，轧制变形次数≤20次以确保轧制加工工艺的有效性。
本发明提供的第九优选方案中，所述预拉伸的板材的固溶处理包括：于528℃～532℃下对板材进行预拉伸至2.5％～5％的形量，于60℃～80℃下进行6～12h低温预时效，水淬，预拉伸至1％～3％的变形量；120℃～125℃人工时效10～12h,再于160℃～165℃下人工时效28～40h。
和最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的技术方案中，在121℃下进行12h一级时效后，合金硬度由48HRB增至79HRB，152℃下继续进行二级时效38h后合金硬度高达89.6HRB。在一级时效和二级时效过程中合金硬度增幅各占整体增幅的50％。在121℃下时效12h后，合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为453MPa、382MPa和12.5％。在152℃下时效38h后，达到峰时效，合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为583MPa、524MPa和9.8％。
附图说明
图1为二级时效硬化曲线。
具体实施方式
下面用实施例对本发明提供的技术方案做具体详细说明，另有说明除外，本发明的百分比均以质量百分比计。
实施例1
1)铸锭：在690℃的电阻炉中加入纯Al熔炼，待熔融后在720℃下加入以20％Cu构成的Al-Cu中间合金、以20％Al构成的Al-Mn中间合金、以25％Zr构成的Al-Zr中间合金、以25％Ti构成的Al-Ti中间合金；搅拌、除气和扒渣。随后，在1x10-3pa真空度和纯度在99.99％的氩气气氛保护下边搅拌边加入0.90％的Li。该合金含：0.90％的Li、2.74％的Cu、0.80％的Mg、0.40％的Mn、0.16％的Zr，0.05％的Ti、0.0001％的Be。静置1h，半连续铸造铸锭。
2)均匀化处理：对制得的铸锭进行三级均匀化处理。第一级温度为350℃，保温时间为4h；第二级温度为450℃，保温时间为8h；第三级温度为500℃，保温时间为24h。
3)热轧制：铸锭经均匀化后，扒渣后在520℃下保温1h后进行热轧制，铸锭在轧制前的温度为470℃；轧制过程中的温度为380℃；轧制结束后的温度为365℃。为了确保轧制加工工艺的有效性，轧制变形次数≤20次。
4)固溶处理：在528℃下对板材进行预拉伸至3％的变形量，于60℃下进行6h的低温预时效，水淬后预拉伸至1％的变形量；120℃下人工时效10h；再于160℃下人工时效28h。所得到板材的力学性能见表1。
实施例2
1)铸锭：在700℃的电阻炉中加入纯Al熔炼，待熔融后加入以30％Cu构成的Al-Cu中间合金、以30％Al构成的Al-Mn中间合金、以35％Zr构成的Al-Zr中间合金、以35％Ti构成的Al-Ti中间合金；搅拌、除气和扒渣。随后，在1x10-3pa真空度和纯度在99.99％的氩气气氛保护下边搅拌边加入1.0％的Li。该合金含：1.0％的Li、2.78％的Cu、0.90％的Mg、0.40％的Mn、0.10％的Zr，0.05％的Ti、0.0001％的Be。静置1h，半连续铸造铸锭。
2)均匀化处理：对制得的铸锭进行三级均匀化处理。第一级温度为370℃，保温时间为4h；第二级温度为460℃，保温时间为12h；第三级温度为530℃，保温时间为33h。
3)热轧制：铸锭经均匀化后，扒渣后在520℃下保温1.5h后进行热轧制，铸锭在轧制前的温度为480℃；轧制过程中的温度为390℃；轧制结束后的温度为370℃。为了确保轧制加工工艺的有效性，轧制变形次数≤20次。
4)固溶处理：在532℃下对板材进行预拉伸至4％的变形量，于80℃下进行12h的低温预时效，水淬后预拉伸至2％的变形量；122℃下人工时效11h；再于162℃下人工时效38h。所得到板材的力学性能见表1。
实施例3
1)铸锭：在720℃的电阻炉中加入纯Al熔炼，待熔融后加入以50％Cu构成的Al-Cu中间合金、以50％Al构成的Al-Mn中间合金、以45％Zr构成的Al-Zr中间合金、以45％Ti构成的Al-Ti中间合金；搅拌、除气和扒渣。随后，在1x10-3pa真空度和纯度在99.99％的氩气气氛保护下边搅拌边加入1.10％的Li。该合金含：1.10％的Li、2.69％的Cu、1.0％的Mg、0.40％的Mn、0.16％的Zr，0.05％的Ti、0.0001％的Be。静置1h，半连续铸造铸锭。
2)均匀化处理：对制得的铸锭进行三级均匀化处理。第一级温度为420℃，保温时间为6h；第二级温度为480℃，保温时间为12h；第三级温度为530℃，保温时间为36h。
3)热轧制：铸锭经均匀化后，扒渣后在530℃下保温2h后进行热轧制，铸锭在轧制前的温度为490℃；轧制过程中的温度为400℃；轧制结束后的温度为375℃。为了确保轧制加工工艺的有效性，轧制变形次数≤20次。
4)固溶处理：在532℃下对板材进行预拉伸至4％的变形量，于70℃下进行12h的低温预时效，水淬后预拉伸至3％的变形量；125℃下人工时效12h；再于165℃下人工时效36h。所得到板材的力学性能见表1。
本发明提供的技术方案的在两级时效处理后的板材的硬度示于硬度(HRB)～失效时间(h)图1中，如图所示在121℃下进行12h一级时效后，合金硬度由48HRB增至79HRB，152℃下继续进行二级时效38h后合金硬度高达89.6HRB。
表1本发明提供的技术方案的力学性能数据
Figure BDA0001437476500000041
Figure BDA0001437476500000051
最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (3)

1.一种飞行器壁板的制备方法，其特征在于，该方法包括：
1）铸锭：在690℃的电阻炉中加入纯Al熔融后，在720℃下加入以20%Cu构成的Al-Cu中间合金、以20%Al构成的Al-Mn中间合金、以25%Zr构成的Al-Zr中间合金、以25%Ti构成的Al-Ti中间合金；
搅拌、除气和扒渣；在1x10-3pa真空度和纯度在99.99%的氩气气氛保护下边搅拌边加入0.90% 的Li；合金含：0.90% 的Li、2.74%的Cu、0.80%的Mg、0.40%的Mn、0.16%的Zr，0.05%的Ti、0.0001%的Be；静置1h，半连续铸造铸锭；
2）均匀化处理：三级均匀化处理所得铸锭：
一级温度为350℃，保温时间为4h；第二级温度为450℃，保温时间为8h；第三级温度为500℃，保温时间为24h；
3）热轧制：扒渣后在520℃下保温1h后进行热轧制，铸锭在轧制前的温度为470℃；轧制过程中和结束后的温度分别为380℃和365℃；轧制变形次数≤20次；
4）固溶处理：在528℃下将板材预拉伸至3%的变形量，于60℃下进行6h的低温预时效，水淬后预拉伸至1%的变形量；120℃下人工时效10h；再于160℃下人工时效28h。
2.一种飞行器壁板的制备方法，其特征在于，该方法包括：
1）铸锭：在700℃的电阻炉中加入纯Al熔融后，加入以30%Cu构成的Al-Cu中间合金、以30%Al构成的Al-Mn中间合金、以35%Zr构成的Al-Zr中间合金、以35%Ti构成的Al-Ti中间合金；
搅拌、除气和扒渣：在1x10-3pa真空度和纯度在99.99%的氩气气氛保护下边搅拌边加入1.0% 的Li；
合金含：1.0%的Li、2.78%的Cu、0.90%的Mg、0.40%的Mn、0.10%的Zr，0.05%的Ti、0.0001%的Be；静置1h，半连续铸造铸锭；
2）三级均匀化处理铸锭：
第一级温度为370℃，保温时间为4h；第二级温度为460℃，保温时间为12h；第三级温度为530℃，保温时间为33h；
3）热轧制：扒渣后在520℃下保温1.5h后热轧制，铸锭在轧制前的温度为480℃；轧制过程中和轧制结束的温度分别为390℃和370℃，轧制变形次数≤20次；
4）固溶处理：在532℃下将热轧板材预拉伸至4%的变形量，于80℃下进行12h的低温预时效，水淬后预拉伸至2%的变形量；122℃下人工时效11h；再于162℃下人工时效38h。
3.一种飞行器壁板的制备方法，其特征在于，该方法包括：
1）铸锭：在720℃的电阻炉中加入纯Al熔融后，加入以50%Cu构成的Al-Cu中间合金、以50%Al构成的Al-Mn中间合金、以45%Zr构成的Al-Zr中间合金和以45%Ti构成的Al-Ti中间合金；
搅拌、除气和扒渣：在1x10-3pa真空度和纯度在99.99%的氩气气氛保护下边搅拌边加入1.10% 的Li；
合金含：1.10% 的Li、 2.69%的Cu、1.0%的Mg、0.40%的Mn、0.16%的Zr，0.05%的Ti、0.0001%的Be；静置1h，半连续铸造铸锭；
2）三级均匀化处理铸锭：
第一级温度为420℃，保温时间为6h；第二级温度为480℃，保温时间为12h；第三级温度为530℃，保温时间为36h；
3）热轧制：扒渣后在530℃下保温2h后进行热轧制，铸锭在轧制前的温度为490℃；轧制过程中的温度为400℃；轧制结束后的温度为375℃；轧制变形次数≤20次；
4）固溶处理：在532℃下将热轧所得板材预拉伸至4%的变形量，于70℃下进行12h的低温预时效，水淬后预拉伸至3%的变形量；125℃下人工时效12h；再于165℃下人工时效36h。
CN201710970901.7A 2017-10-18 2017-10-18 一种飞行器壁板的制备方法 Expired - Fee Related CN107988498B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710970901.7A CN107988498B (zh) 2017-10-18 2017-10-18 一种飞行器壁板的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710970901.7A CN107988498B (zh) 2017-10-18 2017-10-18 一种飞行器壁板的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107988498A CN107988498A (zh) 2018-05-04
CN107988498B true CN107988498B (zh) 2021-02-05

Family

ID=62029702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710970901.7A Expired - Fee Related CN107988498B (zh) 2017-10-18 2017-10-18 一种飞行器壁板的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107988498B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108300951B (zh) * 2018-02-08 2021-11-26 西南铝业（集团）有限责任公司 一种电导率高的铝锂合金及其制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101838764B (zh) * 2010-03-29 2011-06-22 江苏大学 钪和锶复合微合金化的高锌2099型铝合金及其制备方法
CN101967589B (zh) * 2010-10-27 2013-02-20 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种中强高韧铝锂合金及其制备方法
CN101967588B (zh) * 2010-10-27 2012-08-29 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种耐损伤铝锂合金及其制备方法
CN105755409B (zh) * 2014-12-15 2018-03-09 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种改善铝锂合金薄板耐损伤性能的热处理方法
CN106591650B (zh) * 2016-12-07 2018-08-03 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种改善铝锂合金抗应力腐蚀性能的方法
CN106591632B (zh) * 2016-12-07 2018-08-28 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种改善铝锂合金综合性能的热处理工艺
CN106521270B (zh) * 2016-12-07 2018-08-03 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种改善铝锂合金耐腐蚀性能的热处理工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN107988498A (zh) 2018-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108559872B (zh) 一种TiAl合金及其制备方法
CN102732761B (zh) 一种7000系铝合金材料及其制备方法
WO2021008428A1 (zh) 一种超高强铝锂合金及其制备方法
CN110144496B (zh) 具有改良性能的钛合金
CN110396629B (zh) 一种800MPa级铝合金挤压型材及其制备方法
US9828662B2 (en) Low cost and high strength titanium alloy and heat treatment process
WO2006014124A1 (fr) Alliage a base de titane
JP2011252212A (ja) ６０００系アルミニウム合金材の成形加工方法および成形加工品
CN109338187B (zh) 一种低成本可高速挤压的高强韧变形镁合金及其制备方法
CN101768689A (zh) 一种高强超韧低密度镁合金及其制备方法
CN113106310B (zh) 一种高强耐热Al-Cu-Sc变形铝合金及其制备方法
CN102628132B (zh) 一种镁锂合金低温超塑性材料及其制备工艺
CN109797328B (zh) 一种中高强耐损伤铝锂合金材料及其制备方法和应用
CN105543605A (zh) 一种高强度Mg-Y-Ni-Mn合金及其制备方法
CN104561657A (zh) 一种钛铝合金材料及其制备工艺
JP2011046995A (ja) プレス成形性に優れるチタン合金薄板およびその製造方法ならびに熱交換器用チタン合金薄板
KR20010015595A (ko) 알루미늄 기초 합금과 열처리 방법
CN107988498B (zh) 一种飞行器壁板的制备方法
CN104651685A (zh) 一种铝镁合金材料及其制备方法
CN101988167A (zh) 一种高温钛合金
CN106048305A (zh) 一种综合性能优异的高温钛合金棒材及其制备工艺
CN111218597B (zh) 一种低成本高导热超高塑性镁合金及其制备方法
CN112111680A (zh) 一种铝合金及其板材的制备方法
CN109280826B (zh) 一种含纳米结构非稀土高强镁合金材料及其制备方法
JP4201745B2 (ja) 塗装焼付け硬化性に優れた超塑性成形用６０００系アルミニウム合金板およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20210205

Termination date: 20211018