[发明专利]Al-Zn-Mg-Cu-Mn-Er-Zr铝合金三级时效工艺

说明书

Al‑Zn‑Mg‑Cu‑Mn‑Er‑Zr铝合金三级时效工艺，属于有色金属技术领域。首先对合金慢速升温固溶处理，从室温升至475℃，升温时间4h，保温2h，室温水冷淬火；之后进行慢速升温三级时效热处理，第一级时效从室温升到120℃，升温速率1℃/min，保温24h；第二级时效以1℃/min升温速率随炉从120℃升至180～200℃，保温20～120min，冷却到室温；第三级时效将所得的合金以1℃/min的升温速率从室温升到120℃，保温24h，冷却到室温。本发明获得抗剥落腐蚀性能评级在PC级以上，抗拉强度>570Mpa，屈服强度>540Mpa的合金。

技术领域

本发明属于有色金属技术领域，涉及一种高强耐腐蚀Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Mn-0.1Er-0.1Zr铝合金的三级时效热处理工艺。

背景技术

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金属于可强化处理铝合金，以其低密度、高比强度及韧性好的优势，在航天工业、交通运输等行业中具有广泛的应用。Al-Zn-Mg-Cu系铝合金单级时效(T6)处理时强度最高，但其耐腐蚀性能较差；双级过时效处理(T7X)虽提高了合金的耐腐蚀性能，但是合金的强度下降了10～15％。本发明为兼顾合金的力学性能和耐腐蚀性能，开发出三级时效(RRA)热处理制度，该工艺处理的合金，晶内分布着大量弥散细小的η、相和少量GP区，与峰时效状态的晶内组织类似；晶界处粗大的沉淀相不连续分布，与过时效状态的晶界组织相似；因此该状态下合金同时具有良好的力学性能和耐腐蚀性能。

本发明合金基于应用成熟的7075合金成分，通过降低Cu元素的含量，复合添加Er、Zr微合金化元素，提出一种新型Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Mn-0.1Er-0.1Zr铝合金。Er元素具有细化晶粒、抑制再结晶及钉扎位错的作用，有利于提高合金的综合性能。

常规的三级时效热处理工艺中第二级回归处理，在高温下的回归时间较短，不利于工业生产。且常规的三级时效热处理工艺直接在某温度下保温一段时间，缺少一个慢速升温的过程，不利于工业大构件的生产；此外，常规三级时效热处理在第一级时效结束后要出炉水淬，接着再进行回归处理，增加了生产过程的难度，不贴近实际的生产工艺。相比来说，本发明降低回归温度，延长回归时间，同时在合金的固溶和时效过程中采用慢速升温工艺，并且在第一级时效之后直接随炉慢速升温到回归温度，将更有利于大构件的生产。

发明内容

本发明提供一种高强耐腐蚀Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Mn-0.1Er-0.1Zr铝合金的三级时效热处理工艺，通过采用慢速升温速率及调整第二级时效工艺，得到适用于工业条件下的三级时效工艺，使处理后合金兼顾良好的力学性能和耐腐蚀性能。

一种高强耐腐蚀Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Mn-0.1Er-0.1Zr铝合金工业条件下的三级时效热处理工艺，其特征在于：

Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Mn-0.1Er-0.1Zr铝合金成分的质量百分比为：Zn：5.6～6.6％，Mg：1.8～2.6％，Cu：1.0～1.6％，Mn：0.08～0.12％，Zr：0.08～0.12％，Er：0.08～0.12％，余量为Al和不可避免的杂质。

对Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Mn-0.1Er-0.1Zr进行固溶处理，从室温升至475℃，升温时间为4h，保温2h，室温水冷淬火；淬火后合金进行慢速升温三级时效热处理，步骤如下：

A、第一级时效：以1℃/min的升温速率从室温升至120℃，保温24h；

B、第二级时效：第一级时效处理所得的合金，直接随炉以1℃/min的升温速率从120℃升至180～200℃，然后保温20～120min，之后空冷至室温。

C、第三级时效：第二级热处理后所得的合金以1℃/min的升温速率从室温升到120℃，然后保温24h，之后空冷到室温。