[发明专利]一种含Ta的耐应力腐蚀Al-Zn-Mg-(Cu)合金及其制备方法

说明书

一种含Ta的耐应力腐蚀Al‑Zn‑Mg‑(Cu)合金及其制备方法，所述合金包含主合金化元素Al‑Zn‑Mg或Al‑Zn‑Mg‑Cu，微合金化元素Zr，Ta，Fe，Si；且微合金化元素的质量配比满足：0.1Zr≤Ta≤0.5Zr，0.1Zr≤Si≤0.3Zr且0.7≤Fe/Si≤1.5；其制备方法采用铸锭冶金法制备所述合金后，对合金进行均匀化处理、变形处理、固溶水淬后进行人工时效。本发明采用多元微合金化手段，严格控制多元微合金化元素之间的匹配，形成多元共格弥散相，完全抑制再结晶，利用微合金化元素提高铝合金钝化膜耐蚀作用，实现高强度与良好的耐腐蚀性能的结合，克服现有Al‑Zn‑Mg‑Cu超强铝合金强度与耐腐蚀性不能兼顾的问题。本发明工艺简单，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及金属合金微合金化与热处理方法，特别是用于提高Al-Zn-Mg-(Cu)合金应力腐蚀抗力的方法；具体是指一种含Ta的耐应力腐蚀Al-Zn-Mg-(Cu)合金及其制备方法。属于金属材料制备技术领域。

背景技术

Al-Zn-Mg-(Cu)超高强铝合金具有密度低、强度高、易加工等优点，是飞机、火箭、轨道交通以及武器装备的重要结构材料，在经济社会发展以及国防现代化建设中具有极其重要的作用。但是，高合金化的Al-Zn-Mg-(Cu)超高强铝合金导致高密度时效析出相在晶界聚集，沿晶腐蚀断裂特征显著，合金应力腐蚀抗力较差，是这类铝合金应用时普遍遇到的问题，制约合金潜力的发挥。

为提高Al-Zn-Mg-(Cu)系高强铝合金的应力腐蚀抗力，人们相继发展了过时效、回归再时效、缓饱和再时效(T77)等多级时效热处理制度，以调控晶界析出相的形态和分布，使晶界析出相呈离散状分布，以缓解超强铝合金强度与耐蚀性之间上述尖锐矛盾。但仅通过Al-Zn-Mg-(Cu)系合金时效热处理制度的优化，高合金化的超强Al-Zn-Mg-(Cu)系铝合金的析出相仍会在晶界富集，沿晶腐蚀断裂特征仍较显著，解决合金强度性能与耐蚀性之间的矛盾有很大的局限性，耐蚀性仍是制约超强铝合金发展和应用的瓶颈。因此，为进一步提高超强Al-Zn-Mg-(Cu)系铝合金应力腐蚀抗力，需要探索降低铝合金时效析出相在晶界富集的程度或提高铝合金钝化膜耐蚀作用的途径，发展新的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种组分配比合理的含Ta的耐应力腐蚀Al-Zn-Mg-(Cu)合金及其制备方法。

本发明一种含Ta的耐应力腐蚀Al-Zn-Mg-(Cu)合金，所述A1-Zn-Mg-(Cu)合金包含主合金化元素与微合金化元素，主合金化元素为Al-Zn-Mg或Al-Zn-Mg-Cu，微合金化元素包括Zr、Ta，Fe，Si；且微合金化元素质量配比满足：

0.1Zr≤Ta≤0.5Zr，0.1Zr≤Si≤0.3Zr且0.7≤Fe/Si≤1.5。

本发明一种含Ta的耐应力腐蚀Al-Zn-Mg-(Cu)合金，包括下述组分，按质量百分比组成：

本发明一种含Ta的耐应力腐蚀Al-Zn-Mg-(Cu)合金的制备方法，包括以下步骤：

第一步：按设计的合金组分配比，分别取各组分，先将铝锭熔化后，将合金元素加入铝熔体；对熔体进行精炼除气、除渣后，浇注得到铸件；

第二步：对铸件进行三级保温均匀化处理、热塑性变形处理、固溶-淬火处理、人工时效处理。

本发明一种含Ta的耐应力腐蚀Al-Zn-Mg-(Cu)合金的制备方法，第一步中Zr以Al-Zr合金进行备料，Ta以Al-Ta合金进行备料，Si以Al-Si合金进行备料，Al、Zn、Mg、Cu以高纯铝(纯度99.99％)、工业纯锌(纯度99.9％)、工业纯镁(纯度99.9％)、工业纯铜(纯度99.9％)备料。

本发明一种含Ta的耐应力腐蚀Al-Zn-Mg-(Cu)合金的制备方法，铸件中，各组分质量百分含量为：