[发明专利]一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺

说明书

技术领域

本发明属于材料处理技术领域，特别是涉及一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺。

背景技术

Al—Zn—Mg-Cu—Zr系铝合金是一种可热处理强化的超高强铝合金，其强化热处理包括固溶淬火及随后的时效。该系铝合金的合金元素含量高、易偏析、铸坯中未溶共晶相多，热加工后未溶相数目多，分布不均匀，未溶相颗粒会成为应力集中和裂纹萌生之处，对其断裂韧性、疲劳性能和抗应力腐蚀开裂性能均有显著影响。采用适宜的固溶处理，将非平衡凝固形成的多相组织尽可能转变为固溶体组织，充分发挥合金元素的有益作用，可以迸一步提高超高强铝合金的性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能进一步提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺。

本发明采用的技术方案是：一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺，包括以下步骤：

（1）配料：合金原料为99．98％Al，99．92％Zn，99．9％Mg，A1一2．86％Sc，A1一48％Cu和A1一40％Zr中间合金；

（2）熔炼铸造；

（3）均匀化处理：温度450～465℃，时间24h；

（4）热轧：温度460℃，加热时间1h，热轧成型；

（5）退火；

（6）冷轧；

（7）固溶时效处理。

优选的，所述步骤（7）中所采用固溶处理：470℃×2h。

优选的，所述步骤（7）中采用三级时效工艺(RRA)：120℃×24h+170℃×1h+120℃×24h。

本发明有益效果：与现有技术相比，本发明采用固溶处理和三级时效工艺，在保证合金具有较高电导率(不小于37．8％IACS)的条件下，合金综合力学性能达到最好，抗拉强度为596．4MPa、屈服强度为578．7MPa、延伸率为8．6％。

具体实施方式

一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺，包括以下步骤：

（1）配料：合金原料为99．98％Al，99．92％Zn，99．9％Mg，A1一2．86％Sc，A1一48％Cu和A1一40％Zr中间合金；

（2）熔炼铸造；

（3）均匀化处理：温度450～465℃，时间24h；

（4）热轧：温度460℃，加热时间1h，热轧成型；

（5）退火；

（6）冷轧；

（7）固溶时效处理。

优选的，所述步骤（7）中所采用固溶处理：470℃×2h。

优选的，所述步骤（7）中采用三级时效工艺(RRA)：120℃×24h+170℃×1h+120℃×24h。

采用上述一种提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金性能的固溶时效工艺，可以得出固溶处理及时效对合金性能的影响，固溶温度为460、470、480和490度，固溶时间120min，时效工艺为120℃×24h时，可得出如表1所示的性能结果。固溶时间为40、80、120和160min，固溶温度为470度，时效工艺为120度×24h，可得出如表2所示的性能结果。由表1可知，随着固溶温度的升高，抗拉强度、屈服强度、伸长率都是先增大到峰值后逐渐减小。固溶态下，470度时合金的抗拉强度、屈服强度最高，分别为475．3和448．6MPa；经固溶及120度×24h时效，抗拉强度、屈服强度的峰值点在固溶温度为470度处，其峰值分别为613．5和571．2MPa。固溶温度继续升高则其强度开始下降，屈服强度的变化趋势跟抗拉强度相似，伸长率也有相似的规律，最大平均值分别为14．9％(固溶态)、10．7％(固溶态+T6)。由表2可知，随着时效保温时间的延长，抗拉强度、伸长率都有先增大到峰值然后逐渐减小的趋势。固溶态下，时效时间为120min时合金的抗拉强度、屈服强度最高，分别为475．3和448．6MPa；经固溶及120℃×24h时效，抗拉强度在固溶保温时间为120min时达到峰值，其峰值为613．5MPa，固溶保温时间超过120min后抗拉强度开始下降；屈服强度的峰值点在固溶保温时间160min处，其峰值为578．5MPa。