[发明专利]一种高强高韧Al-Zn-Mg-Cu-Sr合金及制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种高强高韧Al-Zn-Mg-Cu-Sr合金及制备方法，属于高性 能结构材料领域。

背景技术

Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金是一种热处理强化型合金，由于其较好的时 效硬化能力和较高的强度，被广泛的用于交通运输车辆，军事器材，甚至飞 机等航天器上。属于这类合金的有7005，其主要化学成分为：4.0％～5.0％Zn， 1.0％-1.8％Mg，0.1％Cu，0.20％～0.7％Mn，0.05％Cr，0.05％Ti，0.08％～0.20％Zr， 其余为铝，其抗拉强度为345MPa、屈服强度为300MPa、伸长率为10％；美 国用于装甲材料的7039铝合金，其主要化学成分为：3.5％～4.50％Zn， 2.3％-3.3％Mg，0.1％Cu，0.10％～0.40％Mn，0.15％～0.25％Cr，0.10％Ti，其余 为铝，其T64态抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为450MPa、380MPa和13％； 强度较高的7050铝合金的主要化学成分为：5.7％～6.7％Zn，1.9％～2.6％Mg， 2.0％～2.6％％Cu，0.10％Mn，0.04％Cr，0.08％～0.20％Zr，0.06％Ti，其T73态 锻件的最低力学性能为抗拉强度490MPa、屈服强度470MPa、伸长率9％。因 7005和7039铝合金的强度较低，而7050虽然强度高，但其板材制备比较复 杂，为此有必要进一步提高该系合金的力学性能和简化其板材成型工艺，使 其合金板材具有更高的力学性能。目前尚没有利用锶元素合金化技术来提高 Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金板材的力学性能的文献报道。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种组分配比合理、加工 制造容易、操作工艺简单、利用Sr元素合金化改善铝合金组织结构、提高铝 合金综合机械性能的高强高韧Al-Zn-Mg-Cu-Sr合金及其制备方法。

本发明一种高强高韧Al-Zn-Mg-Cu-Sr合金由以下组分组成(重量百分 比)：

Zn：5.0～8.0％

Mg：1.5～3.0％

Cu：1.5～2.5％

Zr：0.05～0.08％

Ti：0.04～0.08％

Sr：0.02～0.2％

余量为Al。

本发明一种高强高韧Al-Zn-Mg-Cu-Sr合金的制备方法是：

a、按各组分的重量百分比配料；

b、将步骤a所配制的原料加热至820℃～850℃，完全熔化，降温至 750℃～800℃，静置5～10min，用C₂Cl₆进行精炼，熔体静置、扒渣后，于 730℃～750℃浇注于预热至200℃～250℃的模具中；

c、将步骤b所得铸锭于450℃～500℃均匀化处理15h～20h，空冷；

d、将步骤c所得产物加热至400℃～450℃轧制，轧制变形量大于80％；

e、将步骤d所得轧制件加热至450℃～500℃固溶1h～3h，出炉水淬；

f、将步骤e所得产物加热至100℃～150℃，人工时效15h～30h。

本发明一种高强高韧Al-Zn-Mg-Cu-Sr合金的制备方法中，所述模具为铁 制模具。

与现有技术相比，本发明的优点在于：