[发明专利]一种超高强度、高韧性Al-Zn-Mg-Cu铝合金及其制备方法

权利要求书

1.一种超强高韧Al-Zn-Mg-Cu铝合金，其特征在于：Zn含量为8.30wt%-9.50wt%，Mg含量为2.00wt%-2.50wt%，Cu含量为1.70wt%-1.80wt%，Mn含量为0.05wt%-0.15wt%，Cr含量为0.10wt%-0.20wt%，Zr含量为0.10wt%-0.20wt%，Ti含量为0.05wt%-0.10wt%，Fe、Si杂质元素总和0.25wt%，余量为Al；

所述的超强高韧Al-Zn-Mg-Cu铝合金采用常规铝合金材料工业生产工艺制造：铸造→均匀化→热挤压→固溶处理→时效处理；

制备步骤如下：

(1)铸造：以纯铝、工业纯锌、工业纯镁、Al-50wt%Cu铝铜中间合金、Al-10wt%Mn铝锰中间合金、Al-5wt%Cr铝铬中间合金、Al-10wt%Zr铝锆中间合金、Al-10wt%Ti铝钛中间合金为原料，熔炼高强高韧铝合金，熔炼温度控制在700-750℃，然后浇铸成铸锭、脱膜空冷；

(2)均匀化：将(1)中熔炼的铸锭升温至380-420℃，保温20-30h，再升温至450-500℃，保温20-30h后，出炉空冷至室温；

(3)热挤压：将(2)中均匀化的铸锭在380-420℃保温1.5-2.5h进行挤压，挤压筒、模具、挤压垫的温度为400-450℃，挤压比为9-50；

(4)固溶处理：将(3)中获得热挤压加工后的坯料进行三级固溶处理；

(5)时效处理：将(4)中固溶处理后的坯料进行单级时效处理，获得超高强高韧铝合金；

将步骤(3)中热挤压加工后的坯料升温至430-450℃，保温1-2h，然后继续升温至460-480℃，保温1-2h，最终升温至470-490℃，保温0.5-1h，随后室温水淬；

所述的超强高韧Al-Zn-Mg-Cu铝合金的延伸率9%，断裂韧性33MPa·mm^1/2，抗拉强度700MPa。

2.如权利要求1所述超强高韧Al-Zn-Mg-Cu铝合金的制备方法，其特征在于制备步骤如下：

(1)铸造：以纯铝、工业纯锌、工业纯镁、Al-50wt%Cu铝铜中间合金、Al-10wt%Mn铝锰中间合金、Al-5wt%Cr铝铬中间合金、Al-10wt%Zr铝锆中间合金、Al-10wt%Ti铝钛中间合金为原料，熔炼高强高韧铝合金，熔炼温度控制在700-750℃，然后浇铸成铸锭、脱膜空冷；

(2)均匀化：将(1)中熔炼的铸锭升温至380-420℃，保温20-30h，再升温至450-500℃，保温20-30h后，出炉空冷至室温；

(3)热挤压：将(2)中均匀化的铸锭在380-420℃保温1.5-2.5h进行挤压，挤压筒、模具、挤压垫的温度为400-450℃，挤压比为9-50；

(4)固溶处理：将(3)中获得热挤压加工后的坯料进行三级固溶处理；

(5)时效处理：将(4)中固溶处理后的坯料进行单级时效处理，获得超高强高韧铝合金。

3.如权利要求2所述超强高韧Al-Zn-Mg-Cu铝合金的制备方法，其特征在于步骤(4)所述固溶处理工艺为：将步骤(3)中热挤压加工后的坯料升温至430-450℃，保温1-2h，然后继续升温至460-480℃，保温1-2h，最终升温至470-490℃，保温0.5-1h，随后室温水淬。

4.如权利要求2所述超强高韧Al-Zn-Mg-Cu铝合金的制备方法，其特征在于步骤(5)所述时效处理温度为110-130℃，保温时间为10-50h。