[发明专利]一种改善合金板材综合性能的热处理方法

说明书

本发明提供了一种改善合金综合性能的热处理方法，该合金含按重量百分比计的组分：Cu 3.5～4.5％，Li 1.4～1.80％，Mg 0.2～0.8％,Zn 0.2～0.8％，Zr 0.04～0.20％，Mn 0.20～0.80％以及Sc 0.05～0.35％，Ag 0.2～0.8％，Er 0.10～0.25％中的任意1～3种，Si≤0.08％,Fe≤0.10％，Ti≤0.10％，其它杂质单个≤0.05％，总量≤0.15％，余量为Al。所述方法包括将该合金固溶淬火后，在220℃～280℃下“球化时效”处理10～20h，在晶内形成微米级颗粒状析出相的同时，晶界残余的大尺寸片针状“魏氏体”转变为断续的颗粒状平衡相后，再重复固溶、冷变形及时效处理，使微米级颗粒析出相回溶并促进纳米级析出相的析出，获得晶内析出相均匀细小，晶界析出相断续分布的特征组织，从而提高合金的综合性能。本方法适用于航空、兵器领域用的合金厚板、锻件以及大截面的挤压材。

技术领域

本发明涉及一种合金的热处理技术，具体涉及一种改善合金板材综合性能的热处理方法。

背景技术

随着航空航天领域高可靠的高减重需求的不断发展，需要密度更低和强度更高的合金，现有的合金在强度等级(500MPa)以及密度方面均难以胜任。为了实现这一目标，适度增加一些合金元素含量，提高合金的固溶饱和程度获得强度更高的密度更低的合金，然而，在这一过程中无论在厚板、锻件还是在大截面型材的热加工变形过程中在晶内及晶界区域容易快速析出大量片针状“魏氏体(Al₂CuLi，T₁相)”组织的弊端，该组织具有的强烈的“遗传”性，难于在后续的固溶、时效过程中消除，从而使塑性、断裂韧度、腐蚀诸方面性能恶化，影响合金的后续开发与应用。

因此需要提供一种针对高合金含量合金产品中“魏氏体”组织难以消除从而影响综合性能的问题的技术方案，来满足现有技术的需要。

发明内容

本发明提供的固溶+球化时效+二次固溶的技术方案，将晶界/亚晶界上分布的大尺寸片针状T₁相转变为断续分布的颗粒状平衡相，从而在不降低合金强度的同时，大幅度提高了合金的断裂韧度、耐蚀性能，获得了具有优良综合性能的产品。

本发明的目的是：提出一种改善合金综合性能的热处理工艺，通过该方法，可使高合金含量合金厚板、锻件及挤压材的综合性能获得较大提升。实现本发明目的技术方案如下：

一种改善合金板材综合性能的热处理方法，其改进之处在于，所述方法包括：将所述合金固溶淬火后，进行球化时效处理、重复固溶处理、冷变形及时效处理；球化时效处理为在220℃～280℃下处理10～20h；

按重量百分比计，该合金含：Cu 3.5～4.5％，Li 1.4～1.80％，Mg 0.2～0.8％,Zn0.2～0.8％，Zr 0.04～0.20％，Mn 0.20～0.80％以及Sc 0.05～0.35％，Ag 0.2～0.8％，Er 0.10～0.25％中的任意1～3种，Si≤0.08％,Fe≤0.10％，Ti≤0.10％，其它杂质单个≤0.05％，总量≤0.15％，余量为Al。

本发明的第一优选技术方案中：

1.1所述板材固溶淬火包括：于515℃～535℃下，在空气炉或盐浴炉中固溶，按所述板材单位以毫米mm厚度计，保温(6.0～8.0)分钟后，室温水淬火；

1.2所述球化时效处理包括：将所述固溶淬火处理的合金板材在220℃～280℃下的带循环装置的空气炉内时效处理10～20h后取出空冷或风冷至室温；

1.3所述重复固溶处理包括：球化时效处理后，将合金板材再放入520℃～540℃下的空气炉或盐浴炉中固溶处理，按所述板材单位以毫米mm厚度计，保温(3.0～4.0)分钟后，室温水淬火；

1.4所述冷变形处理包括：淬火后的板材在4h之内按3.0～5.0％的冷变形量冷拉；