[发明专利]一种超高强铝合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超高强铝合金及其制造方法，合金中化学元素的质量百分含量为：5.8‑7.8％Zn、1.5‑2.2％Mg、1.6‑2.4％Cu、0.15‑0.3％Zr、0.04‑0.12％Ti、0.2‑0.45％Y，其余为Al。所述超高强铝合金的制备方法步骤如下：A、熔铸：按照合金中各化学元素的质量百分含量配比，制备铸态Al‑Zn‑Mg‑Cu‑Zr‑Ti‑Y合金；B、均匀化处理；C、热塑性变形加工：将B步得到的经过均匀化处理的Al‑Zn‑Mg‑Cu‑Zr‑Ti‑Y合金坯料进行热塑性变形加工，所述热塑性变形加工的温度为380‑450℃；D、固溶处理；E、时效处理。本发明提供的超高强铝合金力学性能优异，强度高于900MPa。

技术领域

本发明涉及一种超高强铝合金及其制造方法，尤其涉及一种Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金及其制造方法，属于铝合金制造领域。

背景技术

Al-Zn-Mg-Cu系合金是一种可热处理强化的高强铝合金，具有低密度、高比强度和良好的耐腐蚀性能和加工性能，作为轻量化结构材料广泛应用于航空航天、交通运输和军工、民用生活等领域。国内外学者围绕提高Al-Zn-Mg-Cu系合金强度、塑性、韧性、抗应力腐蚀等综合力学性能进行了大量的研究。

影响Al-Zn-Mg-Cu系高强度铝合金的综合力学性能的主要因素有：主合金元素(Zn、Mg、Cu)含量、微合金化元素的种类与含量，及合金的制备和热处理工艺。为了研发超高强度的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金，最近几年来国内外的研究主要集中于该系合金的主元素的成分设计与优化、微合金化、探索新的制备技术和热处理工艺等方面。目前已取得了较好的研究成果，且已有较多报道表明该系合金通过微合金化及热处理工艺调整，其抗拉强度已达到了700MPa水平。然而，超高强的Al-Zn-Mg-Cu系合金仍有较大的提升空间，以期满足航空航天、国防军工等领域的更高的性能需求(如850MPa级别)。因此开发更高强度的超高强Al-Zn-Mg-Cu合金(强度大于850MPa)是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种超高强铝合金及其制备方法。本发明提供的超高强铝合金力学性能优异，强度高于900MPa。

本发明实现其发明目的首先公开了一种超高强铝合金，合金中化学元素的质量百分含量为：5.8-7.8％Zn、1.5-2.2％Mg、1.6-2.4％Cu、0.15-0.3％Zr、0.04-0.12％Ti、0.2-0.45％Y，其余为Al。

优选的，本发明所述合金中化学元素的质量百分比为：5.92-6.47％Zn、1.59-1.75％Mg、1.89-1.90％Cu、0.21-0.28％Zr、0.06-0.09％Ti、0.22-0.32％Y，其余为Al。

优选的，本发明所述合金中化学元素的质量百分比为：6.47％Zn、1.7％Mg、1.9％Cu、0.24％Zr、0.07％Ti、0.27％Y，其余为Al。

本发明实现其发明目的还公开了一种超高强铝合金的制备方法，其步骤如下：

A、熔铸：按照合金中各化学元素的质量百分含量配比，制备铸态Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金；

B、均匀化处理：对步骤A制备的铸态Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金进行均匀化处理；

C、热塑性变形加工：将B步得到的经过均匀化处理的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金坯料进行热塑性变形加工，所述热塑性变形加工的温度为380-450℃；

D、固溶处理：将步骤C得到的经过热塑性变形加工的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金进行固溶处理；

E、时效处理：将步骤D得到的经过固溶处理的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金进行时效处理。