[发明专利]一种改善铝锂合金蠕变成形性能的热处理方法

说明书

本发明提供了一种改善铝锂合金蠕变成形性能的热处理方法，该铝锂合金包括按重量百分比的组份：Cu1.8～2.8％，Li0.30～0.90％，Mg0.6～1.2％，微合金化元素Zr0.06～0.16％，Mn0.20～0.60％，Si≤0.05％，Fe≤0.06％，Ti≤0.15％，其它杂质单个≤0.05％，总量≤0.15％，余量为Al。其改进之处在于，将铝锂合金固溶淬火预拉伸后，在80～120℃下进行10～28h的低温长时时效后进行蠕变时效成形得到最终的析出相，欠时效态合金在蠕变过程中，强化相发生了二次析出，这使得欠时效态合金的抗蠕变性能大大优于峰时效态合金。

技术领域

本发明涉及一种铝锂合金热处理工艺，具体为涉及一种提高铝锂合金蠕变成形性能的工艺。

背景技术

航空、航天领域普遍使用高比强、高比模、优良断裂韧度等具有高综合性能的材料并结合大规格材料进行整体制造的方式来满足低成本、长寿命、高可靠性需求，已经成为当前的趋势。具有高的强度、韧性和损伤容限，并且拥有良好的蠕变变形能力适合时效成形的Al-Cu-Li-X系铝锂合金受到青睐。时效成形过程是提高合金的综合性能的重要方法之一，在热-力耦合环境下材料会发生变形及组织演变，调控合金在蠕变成形过程中的析出相来实现提高合金的综合性能的目的。

发明内容

本发明提供了一种针对铝锂合金产品整体时效成形的需求，通过淬火预拉伸后的低温长时处理并结合后续的时效的成形工艺，以促进合金中析出相均匀析出，并调整晶界组态，使合金的综合性能获得较大提高。

实现本发明目的技术方案如下：

本发明的技术方案是：一种改善铝锂合金蠕变成形性能的热处理工艺，该工艺适用的合金成分及重量百分比为：主合金化元素Cu1.8～2.8％，Li0.30～0.90％，Mg0.6～1.2％，微合金化元素Zr0.06～0.16％，Mn0.20～0.60％，Si≤0.05％，Fe≤0.06％，Ti≤0.15％，其它杂质单个≤0.05％，总量≤0.15％，余量为Al。

其特征在于，将铝锂合金固溶淬火预拉伸之后，在80～120℃下进行10～28h的低温长时时效，在晶内形成大量均匀弥散分布的原子团簇，产生欠时效的效果，然后进行蠕变时效成形得到最终的析出相，欠时效态合金在蠕变过程中，强化相发生了二次析出，这使得欠时效态合金的抗蠕变性能大大优于峰时效态合金，并调整晶界组态，可以使合金的综合性能获得较大提高。其制备步骤为：

1.1、固溶处理：在空气炉或盐浴炉中进行固溶处理，加热温度470℃～530℃，保温时间为最大截面厚度(t)mm×(3.0～10.0)min/mm。然后将合金进行室温水淬火；

1.2、预拉伸：将淬火后的合金在预拉伸机上预拉伸，预拉伸变形量2.5～7％；

1.3、低温长时处理：将淬火后的合金在热处理炉中进行低温长时处理，温度80～120℃，保温时间10～28h；

1.4、蠕变时效成形处理：将板材加工成零件，将通过机械加载或者真空吸附等方式固定，板材在进行140～180℃时效成形，保温时间：10～20小时。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：

1、本发明提供的技术方案工艺简单，工业化可实施性强；

2、本发明提供的时效成形过程综合效果显著。采用本发明所述方法使铝锂合金蠕变成形后的综合性能获得了较大提高。

附图说明

图1为经实施例一中方案处理后板材微观组织与未经深冷处理板材微观组织HAADF-STEM图像；

其中，(a)为本发明实施例1的试样，(b)为未经低温长时处理的铝合金试样。

具体实施方案