[发明专利]一种铝合金形变热处理方法

说明书

本发明的铝合金形变热处理方法，包括以下步骤：1)、将合金在室温条件下进行预变形；2)、在520℃～550℃保温2～5h，然后在35℃±5℃水中淬火2min；3)176～184℃下时效处理8～16h，然后空冷。与传统的T6热处理相比，本发明的形变热处理工艺采用固溶时效前引入预变形，使得Al‑Cu‑Mn合金的强度提高的同时塑性也得到很大提升，强度提高了7.3％，延伸率提高了35.69％，分别达到450.9MPa和17.26％。

技术领域

本发明属于铝合金热处理技术领域，具体为一种铝合金形变热处理方法。

背景技术

Al-Cu合金属于2xxx系铝合金，具有良好的高低温性能、较高的比强度、良好的焊接性能及断裂韧性，广泛运用于航空航天领域。Al-Cu-Mn系合金作为典型的2xxx铝合金，其工作温度为-250℃～300℃，是航空航天常用的结构材料，如大运载火箭焊接氧化剂槽以及超音速飞机蒙皮及结构零件等。通常情况下，在固溶处理之后、时效处理之前，对2xxx合金进行适当的冷变形可以起到调控组织和改善力学性能的效果。但实践中发现，合金经热处理后虽然强度得到提高，但未能很好起到提高塑性的效果。所以，针对Al-Cu-Mn系合金，需要开发一种热处理工艺，能够在提高合金强度的同时也能提高塑性。

发明内容

为解决现有技术存在的铝合金热处理后虽然强度得到提高，但未能很好起到提高塑性的效果的缺陷，本发明提供一种铝合金形变热处理方法。

一种铝合金形变热处理方法，包括以下步骤：

1)、室温预变形处理

将合金在室温条件下进行轧制/压缩预变形，预变形量为3％～35％，且变形量一次完成；优选的预变形量为5％、10％、20％和30％，最佳的预变形量20％，优选的，形变在液压机或轧制机中进行；

2)、固溶处理

将预变形后的合金先在520℃～550℃保温2～5h，然后在35℃±5℃水中淬火2min，其中淬火转移在10s内完成；优选的，合金在535℃保温3h；

3)时效处理

将铝合金放入电热恒温鼓风干燥箱中176～184℃温度下时效处理8～16h，优选的，在180℃下时效处理12h，然后进行空冷。

进一步的，时效处理在固溶处理结束后1h内开始。

本发明的热处理方法尤其适用于Al-Cu-Mn合金；优选的，Al-Cu-Mn合金中各组分的质量百分含量为：Cu：5.85～6.8％、Mn：0.20％～0.40％、Si：≤0.20％、Fe：≤0.30％和Mg：≤0.02％，其余Al。进一步的，Al-Cu-Mn合金中各组分的质量百分含量为：Cu：6.227％、Mg：0.005％、Mn：0.243％、Si：0.056％、Zr：0.179％、Fe：0.142％、Mg：0.02％、Zn：0.009％、Ti：0.039％和V：0.087％，余量Al。

有益效果：

1、与传统的T6热处理相比，本发明的形变热处理工艺将Al-Cu-Mn合金的强度提高了7.3％，延伸率提高了35.69％，分别达到450.9MPa和17.26％；

2、本工艺采用固溶时效前引入预变形，使得粗大晶粒在经过预变形后碎化，细小弥散分布，提高了合金强度，同时由于预变形引入的位错为θ′相形核提供了更多的有利位置，大量θ′相析出，加速了脱溶过程，脱溶过程中θ′相粒子粗化，提高了塑性性能。相比于固溶后时效前引入预变形，塑性性能得到很大提升。

具体实施方式

实施例1

一种铝合金形变热处理方法，包括以下步骤：

1)、室温预变形处理