CN1233866C - 亚微晶超高强铝合金制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种亚微晶超高强铝合金的制备方法，属于有色金属材料加工技术领域，采用等通道角挤压和固溶时效处理相结合加工2000系列或7000系列铝合金，可采用下述两种工艺步骤之一实现：其一将铝合金经退火后进行等通道角挤压2-6次，成为亚微晶材料，然后经450-500℃固溶处理，再等通道角挤压2-4次，再在室温自然时效或110-180℃单级时效或进行多级时效；其二将铝合金经450-500℃固溶处理后，在室温或时效温度下进行等通道角挤压2-6次，然后在室温自然时效或110-180℃单级时效，或进行多级时效，本发明获得的亚微晶超高强铝合金，与传统处理的2000系列或7000系列铝合金相比，拉伸强度高出100-150MPa，保持较好的韧塑性，且具有超塑性，时效时间有较大的缩短。
Description
所属技术领域
本发明属于有色金属材料加工技术领域，特别涉及一种亚微晶超高强铝合金的制备方法。
背景技术
等通道角挤压法(Equal channel angular pressing or extression)是由Segal和他的同事所提出的，他们设计了这样的模具，使样品在压力作用下，通过互成Φ角的两个等截面通道，在两通道的交界面时，受剪切力的作用，使晶粒细化，达到亚微米级，改善材料性能。对于铝和铝合金，一般采用退火后进行等通道角挤压。目前在航空航天领域使用的2000系列铝合金采用常规加工成板材经490℃固溶，自然时效后使用，拉伸强度达到约470Mpa左右，而7000系列铝合金采用常规加工成板材、锻件等经470℃固溶后进行人工时效，拉伸强度达到约550Mpa左右。这些合金的晶粒尺寸约10μm左右。
众所周知，金属材料的晶粒细化，既提高强度又提高韧塑性，当晶粒细化到纳米级时具有特殊的物理、化学和力学性能。然而制备大块体纳米级晶粒结构材料相当困难。但等通道角挤压可以获得大块体亚微晶，直到200nm左右的材料，强度提高很显著，且具有超塑性。然而通过等通道角挤压的退火态铝合金，尽管晶粒达到亚微米级，但性能达不到航天航空工业部门使用的要求，而一般大晶粒铝合金经固溶时效处理后可达到高强度，达不到超高强度，且容易发生低应力断裂。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种采用等通道角挤压和固溶时效处理相结合，使2000系列或7000系列铝合金平均晶粒尺寸达到亚微米级，拉伸强度大于600Mpa，成为大块体能实用的亚微晶高韧性超高强铝合金的方法。
本发明亚微晶超高强铝合金的制备采用以下a或b两种工艺步骤之一实现：
a、将2000系列或7000系列铝合金退火后在同一模具下进行等通道角挤压2-6次，成为亚微晶材料，然后经450-500℃固溶处理，再等通道角挤压2-4次，再在室温自然时效4-20天或110-180℃单级时效4-28小时或进行多级时效，拉伸强度大于600Mpa。
b、将2000系列或7000系列铝合金经450-500℃固溶处理后，在室温或时效温度下进行等通道角挤压2-6次，然后在室温自然时效4-20天或110-180℃单级时效4-28小时，或进行多级时效，拉伸强度大于600Mpa。
本发明获得的亚微晶超高强铝合金，与传统处理的2000系列或7000系列铝合金相比，拉伸强度高出100-150Mpa，保持较好的韧塑性，且具有超塑性。时效时间有较大的缩短。
具体实施方式
例1、将2224合金经退火后，通过等通道角挤压3次后，490℃固溶处理再在室温挤压2次，然后在室温时效8天，拉伸强度为620Mpa，平均晶粒约0.3μm。
例2、将7050合金经470℃固溶处理后，在120℃进行等通道角挤压3次，再在120℃时效16小时，拉伸强度达到680Mpa，15％的延伸率。平均晶粒尺寸大约0.3μm。
Claims (1)
1、一种亚微晶超高强铝合金的制备方法，其特征在于采用等通道角挤压和固溶时效处理相结合加工2000系列或7000系列铝合金，该方法采用以下a或b两种工艺步骤之一实现：
a、将2000系列或7000系列铝合金退火后进行等通道角挤压2-6次，成为亚微晶材料，然后经450-500℃固溶处理，再等通道角挤压2-4次，再在室温自然时效4-20天或110-180℃单级时效4-28小时或进行多级时效；
b、将2000系列或7000系列铝合金经450-500℃固溶处理后，在室温或时效温度下进行等通道角挤压2-6次，然后在室温自然时效4-20天或110-180℃单级时效4-28小时，或进行多级时效。
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