[发明专利]一种制备高性能低残余应力铝合金的热处理技术

说明书

本发明本发明涉及一种制备高性能低残余应力铝合金的热处理技术，属于铝合金热机械处理技术领域。该方法包括下述步骤：步骤一、将铝合金试样固溶保温后，进行低温淬火，转移时间不超过10s；步骤二、将步骤一所得的试样进行深冷变形，得到深冷变形试样，深冷变形处理温度低于‑120℃，深冷变形量≥5％，步骤三、将步骤二所得深冷变形试样放入热介质中，利用激振器对其进行振动处理；保温和保持振动；得到振动逆向淬火处理后的试样；步骤四、将步骤三所得振动逆向淬火处理后的试样进行时效处理，得到成品。本发明工艺制备的铝合金具有高综合性能、低残余应力，显著增强了材料服役过程的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种制备高性能低残余应力铝合金的热处理技术，可以有效提高铝合金强度、塑性的同时显著降低残余应力；属于铝合金热机械处理技术领域。

技术背景

铝合金作为一种具有优良性能的有色金属结构材料，在航空航天、汽车、船舶等领域得到了广泛应用。全球社会经济和科学技术的飞速发展，对铝合金的性能提出了越来越高的要求，使铝合金的研究也随之深入。

铝合金在工业中的应用逐年增加，但成品质量参差不齐。生产出高质量的铝合金材料成为当务之急。随着科学技术的不断进步发展，铝合金型材不断向着大型化、整体化、组织性能的均匀化与优质化方向发展。因此制备高性能铝合金成为人们关注的热点。

铝合金经工业常规的热机械处理工艺处理后，强度往往会得到大幅度提升，但同时塑性会降低，使得其强塑性匹配较差。另外，在热机械处理过程中，铝合金要提高其性能必然要经过固溶处理甚至变形处理。而铝合金在固溶后的淬火过程和变形过程中，因受热作用和不均匀变形会产生较大的残余应力。残余应力的存在使得工件在后续加工过程中产生变形、翘曲，服役过程中提前失效等不良后果。残余应力还会引起铝合金材料的应力腐蚀开裂、疲劳性能等。目前，消减残余应力的方法大致可分为两类：①热处理法，包括热时效、退火等。热时效方法的残余应力消减率仅为35％左右，且效率低下。退火处理消减残余应力效果较好，但常常伴随强度的下降；②机械法，包括拉伸和压缩。机械法消除残余应力具有一定效果，但机械法消除残余应力是以增大塑性变形为代价的，严重消耗材料的塑性储备，而且对材料的形状尺寸要求苛刻。

因此，本领域亟需发明新的热机械处理工艺，以期提高铝合金强塑性的同时降低残余应力。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术之不足，提供一种制备高性能低残余应力铝合金的热处理技术，达到提升铝合金的强度、塑性同时降低残余应力的目的。

本发明一种制备高性能低残余应力铝合金的热处理技术，包括下述步骤：

步骤一固溶淬火处理

将铝合金试样固溶保温后，进行低温淬火，转移时间不超过10s；

步骤二深冷变形

将步骤一所得的试样进行深冷变形，得到深冷变形试样，深冷变形处理温度低于-120℃，深冷变形量≥5％，

步骤三振动逆向淬火处理

将步骤二所得深冷变形试样放入热介质中，利用激振器对其进行振动处理；保温和保持振动；得到振动逆向淬火处理后的试样；

步骤四时效处理

将步骤三所得振动逆向淬火处理后的试样进行时效处理，得到成品。

本发明一种制备高性能低残余应力铝合金的热处理技术；步骤一中，试样固溶保温的温度为470℃～550℃，保温时间为30min～3h，低温介质可为液氮、干冰等，淬火方式为喷淋或浸没，具体实施方式由工件尺寸决定。

本发明一种制备高性能低残余应力铝合金的热处理技术，步骤二中，深冷轧变形的温度为-196℃～-120℃，总变形量为5％～40％，道次变形量为5％～10％，道次保温时间为5min～15min。