CN115074585A - Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺 - Google Patents
Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115074585A CN115074585A CN202210668725.2A CN202210668725A CN115074585A CN 115074585 A CN115074585 A CN 115074585A CN 202210668725 A CN202210668725 A CN 202210668725A CN 115074585 A CN115074585 A CN 115074585A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- treatment
- alloy material
- heat
- aluminum 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.)
- Pending
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 229910018569 Al—Zn—Mg—Cu Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 49
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 20
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 49
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 9
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 8
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims description 8
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 229910018580 Al—Zr Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910018182 Al—Cu Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000542 Sc alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 2
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 49
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 49
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 5
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- -1 aluminum-zinc-magnesium-copper Chemical compound 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
-
- 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
- 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
- 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
- C22F1/053—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
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)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种Al‑Zn‑Mg‑Cu合金材料的热处理工艺，涉及铝合金材料技术领域。本发明的实施例提供了一种高强耐腐蚀铝合金材料，其包括按照质量百分比计的如下成分：Zn：7.6~8.2%，Mg：1.8~2.1%，Cu：2.0~2.5%，Sc：0.15~0.20%，Zr：0.12~0.15%，余量为Al。本发明为保证铝合金同时具有强度高，耐腐蚀性优良的特性，提出了一种新型热处理方法工艺，包括：对铝合金依次进行弥散相预析出处理、固溶处理、非等温时效处理。该工艺可以提高合金强度和耐腐蚀性能，本发明组分配比合理，工艺简单，生产周期短，能耗小，本发明合金适用于航空航天等领域的工业应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金及热处理工艺，具体是指一种高强耐腐蚀铝锌镁铜合金及热处理工艺，属于有色金属材料技术领域。
背景技术
Al-Zn-Mg-Cu合金是一种可热处理强化合金，具有低密度、良好的耐腐蚀性能、塑韧性和加工性能等特性，一直被广泛应用于航空航天领域。随着飞行器设计理念的变化，飞机零部件制备向着大型化、轻量化方向发展，对高强铝合金的力学性能、耐腐蚀性能提出了更高要求。
Al-Zn-Mg-Cu合金材料常用的热处理工艺为：固溶处理-室温水淬-时效处理。时效处理作为该合金材料在服役前的最后一道热处理工序，可以调控合金材料的微观结构以满足最终综合性能要求。在时效过程中，时效强化相在晶内均匀、弥散析出能够使合金材料获得高的强度；粗大且断续分布的晶界析出相则有利于合金材料获得优良的耐腐蚀性能。目前Al-Zn-Mg-Cu合金已开发多种时效工艺：T6(峰值时效)时效制度可以满足材料的高强度需求，但晶界处的连续析出相会大大降低合金的耐腐蚀性能；T7X(过时效或双级时效)时效制度可以提高合金材料的抗应力腐蚀性能，但是必须以牺牲材料的强度为前提。因此，如何同时提高铝合金的力学性能和耐腐蚀性能成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种组分配比合理的高强耐腐蚀Al-Zn-Mg-Cu合金材料。
本发明的另一个目的是提供一种工艺简单、生产周期短、能耗小、可有效提高铝锌镁铜合金强度及耐腐蚀性能的Al-Zn-Mg-Cu合金的热处理工艺。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案。
本发明一种高强耐腐蚀铝锌镁铜合金，包括下述组分，按重量百分比组成：
Zn：7.6～8.2％，
Mg：1.8～2.1％，
Cu：2.0～2.5％，
Sc：0.15～0.20％，
Zr：0.12～0.15％，
余量为Al。
作为优选方案，Al、Zn、Mg元素、Al-Cu合金、Al-Sc合金、Al-Zr合金中，控制Zn的添加量为7.75％、Mg的添加量为2.0％、Cu的添加量为2.1％、Sc的添加量为0.15％，Zr的添加量为0.13％，剩余的为Al。
上述Al-Zn-Mg-Cu合金的制备方法是通过如下步骤实现的：
(1)首先按合金化学组成的比例配备好原材料备用；
(2)在电阻炉中升温加热至740℃-750℃熔化纯铝，之后依次加入Al-Cu中间合金、Al-Sc中间合金、Al-Zr中间合金、金属Zn和Mg，待完全熔化后经充分搅拌，精炼除气，扒渣静置后；降温至730℃-740℃用水冷模具直接浇铸成扁锭，即得到合金铸锭。
(3)将所得的合金铸锭于460℃-470℃均匀化处理24小时，空冷；
(4)将经均匀化处理的合金铸锭加热至410℃-430℃保温4小时，之后热轧至10mm，空冷，再冷轧到2-3mm厚的高强韧铝合金薄板。
(5)将高强韧铝合金薄板依次进行弥散纳米相预析出处理、固溶处理和非等温时效处理；
所述弥散纳米相预析出处理的温度为340～350℃，保温时间为8～10h。
优选的，所述弥散纳米相预析出处理的冷却方式为室温水冷。
优选的，所述固溶处理的温度为475℃，保温时间为1h。
优选的，所述固溶处理的冷却方式为室温水冷。
优选的，所述固溶处理自保温结束至冷却开始的时间小于30s。
优选的，所述非等温时效处理为线性升温和随炉冷却。
所述线性升温为从室温25℃升至180℃±5℃，升温速率为25-30℃/h；所述随炉冷却为从180℃±5℃随炉冷却降温至室温25℃。本发明所采用的合金为均匀化后的轧制板材。
本发明提供了一种高强耐腐蚀Al-Zn-Mg-Cu材料及其热处理工艺。包括：向Al-Zn-Mg-Cu合金中添加微量Sc、Zr元素，并采用弥散纳米相预析出处理、固溶处理、非等温时效处理。合金中添加微量Sc、Zr元素后经过弥散纳米相预析出处理可以形成与基体共格的高密度细小弥散纳米相Al3(Sc,Zr)粒子，该粒子具有良好的热稳定性，能够强烈钉轧位错及晶界，阻碍位错移动及晶界迁移，有效抑制再结晶的发生，从而起到细晶强化和亚结构强化作用。同时，添加Sc、Zr后合金晶界无析出带(PFZ)变窄，可以有效降低晶界与晶粒间的电化学性能差异，抑制部分阳极反应，提高合金腐蚀抗力。非等温时效处理过程中，在升温阶段合金过饱和固溶体优先析出GP区，随着逐步升温，η'相和η相开始出现；在合金降温阶段二次析出细小GP区。同时，在升温和降温阶段，晶界析出相持续长大、粗化并呈断续分布，能够有效阻断腐蚀通道。综上所述，从而实现合金强度和耐腐蚀性能的协同提高。
本发明提供的工业条件下的热处理工艺，工艺简单、生产周期短、能耗小。实施例结果表明，本发明提供的一种高强耐腐蚀Al-Zn-Mg-Cu材料及其热处理工艺在提高合金强度的同时，还提高了合金的耐腐蚀性能。
附图说明
图1为本发明说明的Al-Zn-Mg-Cu合金热处理工艺图。
图2为实施例1经弥散纳米相预析出处理、固溶处理、非等温时效处理后TEM组织。
图3为对比例1经固溶处理、T6时效处理后TEM组织。
图4为对比例2经固溶处理、T74时效处理后TEM组织。
图5为实施例2经弥散纳米相预析出处理、固溶处理、非等温时效处理后晶间腐蚀照片。
图6为对比例1经固溶处理、T6时效处理后晶间腐蚀照片。
图7为对比例1经固溶处理、T74时效处理后晶间腐蚀照片。
具体实施方式
在本发明中，所述高强耐腐蚀铝合金优选为Al-Zn-Mg-Cu铝合金；以质量百分含量计，所述高强耐腐蚀铝合金优选包括：Zn：7.6～8.2％，Mg：1.8～2.1％，Cu：2.0～2.5％，Sc：0.15～0.20％，Zr：0.12～0.15％，不可避免的Fe不大于0.15％，Si不大于0.12％，Mn不大于0.05％，Cr不大于0.04％，余量为Al。Al、Zn、Mg元素以纯金属形式加入；Cu、Sc、Zr以中间合金Al-Cu、Al-Sc以及Al-Zr加入。
在本发明中，将所述高强耐腐蚀铝合金的原料加热至740℃-750℃完全熔化，精炼除气、扒渣、静置10～20min后，于730℃-740℃浇铸成扁锭。所得铸锭于460℃-470℃均匀化处理24小时，空冷。随后加热至410℃-430℃保温4小时，随后热轧至10mm，空冷，再冷轧至3mm厚的薄板。
将所述高强耐腐蚀铝合金依次进行弥散纳米相预析出处理、固溶处理和非等温时效处理；
本发明将高强耐腐蚀铝合金进行弥散纳米相预析出处理。在本发明中，所述固溶前弥散相预析出处理的温度为340℃-350℃，保温时间为8-10h，冷却方式为水冷。在本发明的实施例中，所述固溶前弥散相预析出处理的温度具体为340℃或350℃；保温时间具体为8h或10h。
在本发明中，所述固溶处理的温度优选为475℃，保温时间优选为1h；所述固溶处理的冷却方式优选为室温水淬火。
完成所述固溶处理后，本发明将所述固溶处理后的高强耐腐蚀铝合金进行非等温时效处理，从室温25℃升至180℃±5℃，升温速率为30℃/h；再从180℃±5℃随炉冷却降温至室温25℃。
下面采用具体地实施例进行详细地说明：
实施例1
本实施例中高强耐腐蚀铝合金材料的主要成分设计为：Al-7.75Zn-2.10Mg-2.05Cu-0.15Sc-0.12Zr。
该高强耐腐蚀铝合金材料的制备方法包括以下步骤：
将原料加热至740℃-750℃完全熔化，精炼除气、扒渣、静置10～20min后，于730℃-740℃浇铸成扁锭。所得铸锭于460℃-470℃均匀化处理24小时，空冷。随后加热至410℃-430℃保温4小时，随后热轧至10mm，空冷，再冷轧至3mm厚的薄板。
热处理工艺如下：弥散纳米相预析出处理为340℃，保温时间为8h，冷却方式为水冷。固溶处理的温度优选为475℃，保温时间优选为1h；然后30s内立即进行室温水冷处理。所述固溶处理后的高强韧铝合金进行非等温时效处理，从室温25℃升至180℃±5℃，升温速率为30℃/h；再从180℃±5℃随炉冷却降温至室温25℃。
实施例2
本实施例中高强耐腐蚀铝合金材料的主要成分设计为：Al-7.80Zn-1.98Mg-2.20Cu-0.15Sc-0.15Zr。
该高强耐腐蚀铝合金材料的制备方法包括以下步骤：
将原料加热至740℃-750℃完全熔化，精炼除气、扒渣、静置10～20min后，于730℃-740℃浇铸成扁锭。所得铸锭于460℃-470℃均匀化处理24小时，空冷。随后加热至410℃-430℃保温4小时，随后热轧至10mm，空冷，再冷轧至3mm厚的薄板。
热处理工艺如下：弥散纳米相预析出处理为340℃，保温时间为10h，冷却方式为水冷。固溶处理的温度优选为475℃，保温时间优选为1h；然后30s内立即进行室温水淬火处理；所述固溶处理后的高强韧铝合金进行非等温时效处理，从室温25℃升至180℃±5℃，升温速率为30℃/h；再从180℃±5℃随炉冷却降温至室温25℃。
实施例3
本实施例中高强耐腐蚀铝合金材料的主要成分设计为：Al-7.75Zn-2.0Mg-2.1Cu-0.15Sc-0.13Zr。
该高强耐腐蚀铝合金材料的制备方法包括以下步骤：
将原料加热至740℃-750℃完全熔化，精炼除气、扒渣、静置10～20min后，于730℃-740℃浇铸成扁锭。所得铸锭于460℃-470℃均匀化处理24小时，空冷。随后加热至410℃-430℃保温4小时，随后热轧至10mm，空冷，再冷轧至3mm厚的薄板。
热处理工艺如下：弥散纳米相预析出处理为350℃，保温时间为8h，冷却方式为水冷。固溶处理的温度优选为475℃，保温时间为1h；然后30s内立即进行室温水淬火处理；所述固溶处理后的高强韧铝合金进行非等温时效处理，从室温25℃升至180℃±5℃，升温速率为30℃/h；再从180℃±5℃随炉冷却降温至室温25℃。
实施例4
本实施例中高强耐腐蚀铝合金材料的主要成分设计为：Al-7.75Zn-2.0Mg-2.1Cu-0.15Sc-0.13Zr。
该高强耐腐蚀铝合金材料的制备方法包括以下步骤：
将原料加热至740℃-750℃完全熔化，精炼除气、扒渣、静置10～20min后，于730℃-740℃浇铸成扁锭。所得铸锭于460℃-470℃均匀化处理24小时，空冷。随后加热至410℃-430℃保温4小时，随后热轧至10mm，空冷，再冷轧至3mm厚的薄板。
热处理工艺如下：弥散纳米相预析出处理为340℃，保温时间为10h，冷却方式为水冷。固溶处理的温度优选为475℃，保温时间优选为1h，然后30s内立即进行室温水淬火处理；所述固溶处理后的高强韧铝合金进行非等温时效处理，从室温25℃升至180℃±5℃，升温速率为30℃/h；再从180℃±5℃随炉冷却降温至室温25℃。
实施例5
方法步骤同实施例1，仅Al-Sc的添加量至Sc为0.175％，得到高强耐腐蚀铝合金材料。
实施例6
方法步骤同实施例1，仅Al-Sc的添加量至Sc为0.20％，得到高强耐腐蚀铝合金材料。
实施例7
方法步骤同实施例2，仅Al-Zr的添加量至Zr为0.10％，得到高强耐腐蚀铝合金材料。
实施例8
方法步骤同实施例1，仅不添加Al-Sc，得到高强耐腐蚀铝合金材料。
实施例9
方法步骤同实施例3，仅弥散纳米相预析出处理为330℃，保温时间为8h，冷却方式为水冷，得到高强耐腐蚀铝合金材料。
实施例10
方法步骤同实施例3，仅弥散纳米相预析出处理为345℃，保温时间为8h，冷却方式为水冷，得到高强耐腐蚀铝合金材料。
实施例11
方法步骤同实施例3，仅弥散纳米相预析出处理为360℃，保温时间为8h，冷却方式为水冷，得到高强耐腐蚀铝合金材料。
实施例12
方法步骤同实施例3，仅弥散纳米相预析出处理为370℃，保温时间为8h，冷却方式为水冷，得到高强耐腐蚀铝合金材料。
实施例13
方法步骤同实施例4，仅升温时效处理过程中，从室温25℃升至180℃±5℃，升温速率为60℃/h；再从200℃±5℃随炉冷却降温至室温25℃，得到高强耐腐蚀铝合金材料。
实施例14
方法步骤同实施例4，仅升温时效处理过程中，从室温25℃升至150℃±5℃，升温速率为30℃/h；再从160℃±5℃随炉冷却降温至室温25℃，得到高强耐腐蚀铝合金材料。
对比例1
一种Al-Zn-Mg-Cu铝合金，合金组成按质量百分含量计，合金成分为Al-7.72Zn-2.1Mg-2.05Cu-0.12Zr。
该高强耐腐蚀铝合金材料的制备方法包括以下步骤：
将原料加热至740℃-750℃完全熔化，精炼除气、扒渣、静置10～20min后，于730℃-740℃浇铸成扁锭。所得铸锭于460℃-470℃均匀化处理24小时，空冷。随后加热至410℃-430℃保温4小时，随后热轧至10mm，空冷，再冷轧至3mm厚的薄板。
合金板材采用如下热处理工艺：(1)固溶处理：475℃/1h；然后30s内立即进行室温水冷处理；(2)T6时效：120℃/24h。
对比例2
一种Al-Zn-Mg-Cu铝合金，合金组成按质量百分含量计，合金成分为Al-7.72Zn-2.1Mg-2.05Cu-0.12Zr。
该高强耐腐蚀铝合金材料的制备方法包括以下步骤：
将原料加热至740℃-750℃完全熔化，精炼除气、扒渣、静置10～20min后，于730℃-740℃浇铸成扁锭。所得铸锭于460℃-470℃均匀化处理24小时，空冷。随后加热至410℃-430℃保温4小时，随后热轧至10mm，空冷，再冷轧至3mm厚的薄板。
合金板材采用如下热处理工艺：(1)固溶处理：475℃/1h；然后30s内立即进行室温水冷处理；(2)T74时效：120℃/6h+160℃/24h。
分别对实施例1～16和对比例1、2的高强韧铝合金进行性能测试，采用标准拉伸试验测试合金的强度和伸长率，按照GBT 7998-2005进行晶间腐蚀测试，测试结果见表1。
表1
Claims (10)
1.一种Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将原料加热至740℃-750℃完全熔化，精炼除气、扒渣、静置10~20min后，于730℃-740℃浇铸成扁锭；
（2）将步骤（1）所得铸锭经均匀化处理后轧制成合金薄板；
（3）将步骤（2）所得到的合金薄板依次进行弥散相预析出处理、固溶处理、非等温时效处理得到Al-Zn-Mg-Cu合金材料。
2.根据权利要求1所述的Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺，其特征在于，Al、Zn、Mg、Cu、Sc、Zr合金原料中各原料的质量百分数为Zn：7.6~8.2%，Mg：1.8~2.1%，Cu：2.0~2.5%，Sc：0.15~0.20%，Zr：0.12~0.15%，余量为Al进行配料。
3.根据权利要求1所述的Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺，其特征在于，Al、Zn、Mg元素以纯金属形式加入；Cu、Sc、Zr以中间合金Al-Cu、Al-Sc以及Al-Zr加入。
4.根据权利要求3所述的Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺，其特征在于，Al、Zn、Mg元素、Al-Cu合金、Al-Sc合金、Al-Zr合金中，控制Zn的添加量为7.75%、Mg的添加量为2.0%、Cu的添加量为2.1%、Sc的添加量为0.15%，Zr的添加量为0.13%，剩余的为Al 。
5.根据权利要求1所述的Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺，其特征在于，步骤（1）中熔化温度为730-750℃；步骤（2）中均匀化处理温度为460-470℃。
6.根据权利要求1所述的Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺，其特征在于，步骤（2）中合金薄板厚度为2-3mm。
7.根据权利要求1所述的Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺，其特征在于，所述步骤（3）中弥散纳米相预析出处理是将合金薄板在温度为340℃-350℃下保温8-10h后进行水冷。
8.根据权利要求7所述的Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺，其特征在于，所述步骤（3）中固溶处理是将弥散纳米相预析出处理的合金薄板在475℃±5℃，保温时间为1-2h后进行水冷。
9.根据权利要求8所述的Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺，其特征在于，所述固溶处理自保温结束至水冷开始的时间小于30 s。
10.根据权利要求1所述的Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺，其特征在于，所述步骤（3）中非等温时效处理是将固溶处理的合金薄板从室温25℃升至180℃±5℃，升温速率为25-30℃/h；再从180℃±5℃随炉冷却降温至室温25℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210668725.2A CN115074585A (zh) | 2022-06-14 | 2022-06-14 | Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210668725.2A CN115074585A (zh) | 2022-06-14 | 2022-06-14 | Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115074585A true CN115074585A (zh) | 2022-09-20 |
Family
ID=83250742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210668725.2A Pending CN115074585A (zh) | 2022-06-14 | 2022-06-14 | Al-Zn-Mg-Cu合金材料的热处理工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115074585A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101343720A (zh) * | 2008-08-22 | 2009-01-14 | 中南大学 | 一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的三级固溶热处理方法 |
| WO2010031255A1 (zh) * | 2008-09-17 | 2010-03-25 | 北京有色金属研究总院 | 一种适于大截面主承力结构件制造的铝合金材料 |
| CN106480343A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-03-08 | 中南大学 | 一种高强度、耐海水腐蚀的新型Al‑Mg‑Si合金材料及其制备方法 |
| CN111850436A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-30 | 中南大学 | 一种同时提高高强韧铝合金基体强度和焊接接头强度的热处理方法 |
-
2022
- 2022-06-14 CN CN202210668725.2A patent/CN115074585A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101343720A (zh) * | 2008-08-22 | 2009-01-14 | 中南大学 | 一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的三级固溶热处理方法 |
| WO2010031255A1 (zh) * | 2008-09-17 | 2010-03-25 | 北京有色金属研究总院 | 一种适于大截面主承力结构件制造的铝合金材料 |
| CN106480343A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-03-08 | 中南大学 | 一种高强度、耐海水腐蚀的新型Al‑Mg‑Si合金材料及其制备方法 |
| CN111850436A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-30 | 中南大学 | 一种同时提高高强韧铝合金基体强度和焊接接头强度的热处理方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 丁云峰 等: "新型非等温时效制度对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能与腐蚀性能的影响", 《材料热处理学报》 * |
| 贺永东 等: "复合添加微量Sc,Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织性能的影响", 《稀有金属材料与工程》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110669964B (zh) | 一种高性能稀土Al-Mg-Si铝合金挤压材料及其制备方法 | |
| CN109355538B (zh) | 一种高强7系铝合金管材生产工艺 | |
| CN108425050B (zh) | 一种高强高韧铝锂合金及其制备方法 | |
| CN110983125B (zh) | 一种6系铝合金模板及其生产工艺 | |
| CN110983131B (zh) | 一种7系铝合金型材及其制造方法 | |
| CN107604222B (zh) | 一种可时效强化的Al-Mg系合金及其制备方法 | |
| CN112626400B (zh) | 一种高韧性铝合金及其制备方法 | |
| JPH06500602A (ja) | 改良リチウムアルミニウム合金系 | |
| CN111424197A (zh) | 一种航空用耐蚀铝合金及其制备方法 | |
| CN112626386B (zh) | 一种高强耐蚀的Al-Mg-Si-Cu系铝合金及其制备方法和应用 | |
| CN112458344B (zh) | 一种高强耐蚀的铝合金及其制备方法和应用 | |
| CN110669967A (zh) | 一种快速挤压高强度变形铝合金及其制备方法 | |
| CN113234979B (zh) | 一种高强度稀土变形镁合金及其制备方法 | |
| CN112553550B (zh) | 一种高损伤容限低淬火敏感性7系铝合金厚板生产工艺 | |
| CN111074121B (zh) | 铝合金及其制备方法 | |
| CN114182147A (zh) | 一种高强高导热镁合金及其制备方法 | |
| CN111020321A (zh) | 一种适于锻造加工的Al-Cu系铸造合金及其制备方法 | |
| CN113136497A (zh) | 一种高强耐应力腐蚀的铝合金型材的制备方法 | |
| CN112522552B (zh) | 一种耐蚀的铝合金及其制备方法和应用 | |
| CN112522551B (zh) | 一种Ag微合金化快速时效响应的铝合金及其制备方法和应用 | |
| CN112322949B (zh) | 一种镁合金材料及包含该材料的部件和装置 | |
| CN113373356A (zh) | 一种Al-Zn-Mg-Cu-Re铝合金及其制备方法 | |
| CN110791688B (zh) | 一种高强高断裂韧性铝合金棒材及其制备方法 | |
| CN115449683A (zh) | 一种镁合金及其制备方法 | |
| CN112626385B (zh) | 一种高塑性快速时效响应的铝合金及其制备方法和应用 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220920 |