[发明专利]提高Al-Zn-Mg-Cu铝合金强韧性的时效处理方法、高强韧铝合金及其制备方法

说明书

本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种提高Al‑Zn‑Mg‑Cu铝合金强韧性的时效处理方法、高强韧铝合金及其制备方法。本发明的时效处理方法，包括以下步骤：对Al‑Zn‑Mg‑Cu铝合金进行三级时效处理；所述Al‑Zn‑Mg‑Cu铝合金为经过固溶处理的Al‑Zn‑Mg‑Cu铝合金；第一级时效处理的温度为120～130℃，保温时间为22～26h；第二级时效处理的温度为200～220℃，保温时间为10～20min；第三级时效处理的温度为160～170℃，保温时间为22～26h。采用本发明的三级时效处理后得到的合金同时具有良好的强度和断裂韧性。

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种提高Al-Zn-Mg-Cu铝合金强韧性的时效处理方法、高强韧铝合金及其制备方法。

背景技术

Al-Zn-Mg系铝合金因为具有优异的力学性能而被称为高强铝合金。各国科学家通过向Al-Zn-Mg合金中添加Cu元素开发出具有较高耐腐蚀性的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金，具有优异的综合性能，在航空航天领域被广泛应用，成为相关领域主要的结构材料。

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金研发的世界级难题是强度与断裂韧性之间的相互矛盾。如果提高Zn、Mg的含量，晶内析出相密度将增大，合金强度将提升。但是，提高Zn、Mg的含量将导致大量的Zn、Mg在晶界上析出，降低材料的断裂韧性。

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金属于可处理强化的变形铝合金，在单级时效处理时强度最高，但是其断裂韧性和耐腐蚀性能较差；双级时效处理虽然提高了合金的断裂韧性和耐腐蚀性能，但是合金的强度下降了10～15％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高Al-Zn-Mg-Cu铝合金强韧性的时效处理方法、高强韧铝合金及其制备方法，可以兼顾Al-Zn-Mg-Cu铝合金的强度和断裂韧性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种提高Al-Zn-Mg-Cu铝合金强韧性的时效处理方法，包括以下步骤：

对Al-Zn-Mg-Cu铝合金进行三级时效处理；所述Al-Zn-Mg-Cu铝合金为经过固溶处理的Al-Zn-Mg-Cu铝合金；

第一级时效处理的温度为120～130℃，保温时间为22～26h；

第二级时效处理的温度为200～220℃，保温时间为10～20min；

第三级时效处理的温度为160～170℃，保温时间为22～26h。

优选的，自第一级时效处理的温度升温至第二级时效处理的温度，升温速率为5～10℃/min。

优选的，自室温升至第三级时效处理的温度，升温速率为5～10℃/min。

优选的，所述Al-Zn-Mg-Cu铝合金包括以下质量百分含量的组分：Zn 6.1～6.6％，Mg 2.2～2.7％，Cu 2.0～2.5％，Cr 0.2～0.25％，Zr 0.12～0.33％，Ti 0.12～0.28％，Si0.2％，Fe0.2％，不可避免的杂质元素每种＜0.05％，且杂质元素的总量＜0.15％，余量为Al。

本发明提供了一种高强韧Al-Zn-Mg-Cu铝合金，将Al-Zn-Mg-Cu铝合金经过上述方案所述的时效处理方法处理后得到。

本发明提供了一种高强韧Al-Zn-Mg-Cu铝合金的制备方法，包括以下步骤：将对应Al-Zn-Mg-Cu铝合金组成的原料依次进行熔炼、铸造、均匀化处理、固溶处理和时效处理，得到高强韧Al-Zn-Mg-Cu铝合金；

所述时效处理采用的方法为上述方案所述的时效处理方法。

优选的，所述均匀化处理的温度为460～470℃，保温时间为22～26h。