[发明专利]一种无粗晶的变形铝合金及其制备方法和制品

说明书

本发明提供了一种无粗晶的变形铝合金及其制备方法和制品，本发明的无粗晶的变形铝合金中，Al、V、Mn、Zr、Li、Ti、Hf在合金基体中形成了弥散、细小的纳米级析出相，这些析出相热稳定性好，并可有效钉扎晶界和位错，抑制挤压过程中的晶粒粗化与再细晶，同时提升基体强度。B元素可以Ti结合有效细化晶粒；Be元素可在铝液表面形成致密氧化膜进一步阻止Al/Mg/Zn/Li元素的烧损；同时，通过多级均匀化处理制度、在线水淋、较高的挤压筒温度以及较慢的挤压速度，可有效抑制粗晶的形成。本发明的无粗晶的变形铝合金，在低倍下未观察到粗晶组织，挤压棒材中心部位、边部的抗拉强度与延伸率基本一致，可达558‑592MPa，延伸率为13.9‑15.1%，疲劳寿命均超过10⁷次。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，涉及一种无粗晶的变形铝合金及其制备方法和制品（如棒材、型材或板材）。

背景技术

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金是一类可热处理强化超高强铝合金，由于具有良好的延展性、断裂韧性、疲劳性能，已在航空、航天、电子等领域广泛应用，特别是其棒材、型材、板材以及锻件已用作飞机大梁、蒙皮、铆钉、导弹舱体连接部件、雷达框架等。但随着我国武器装备的机动性要求越来越高，对铝合金等轻质材料提出较高要求，特别是Al-Zn-Mg-Cu系棒材、型材以及板材，在挤压和热处理过程中，极易产生粗晶，造成材料力学性能明显下降，抗拉强度、延伸率明显降低，疲劳性能下降、耐腐蚀性能下降且材料性能不均匀。同时，在后续的表面处理过程中，常因粗晶的存在带来阳极化处理后的表面不均匀，严重影响了材料使用性能。因此，改善或消除Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的粗晶缺陷，提升材料的均匀性对进一步扩大材料应用范围，提升装备性能非常必要。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明提供一种无粗晶的变形铝合金及其制备方法和制品，所述无粗晶的变形铝合金可以解决现有技术中Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的制品（如棒材、型材或板材）表面存在粗晶而导致其性能降低和表面不均匀的问题，同时解决所述制品的应用受到限制的问题。

为了解决上次技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种无粗晶的变形铝合金，所述变形铝合金包括以下重量百分含量的各元素：Zn：4.5~6.3%，Mg：1.0~1.8%，Cu：0.8~1.5%，V：0.4~0.6%，Zr：0.06~0.12%，Li：0.02~0.08%，Ti：0.06~0.10%，Mn：0.01~0.03%，Hf：0.08~0.12%，B：0.01~0.02%，Be：0.006~0.01%，杂质元素：小于或等于0.09%，Al：余量。

作为一种优先的实施方案，所述铝合金包括以下重量百分含量的各元素：Zn：4.8~6.0%，Mg：1.2~1.7%，Cu：0.8~1.0%，V：0.4~0.5%，Zr：0.08~0.10%，Li：0.03~0.06%，Ti：0.08~0.10%，Mn：0.02~0.03%，Hf：0.10~0.12%，B：0.015~0.02%，Be：0.008~0.01%，杂质元素：小于或等于0.07%，Al：余量。

示例性地，所述铝合金中，

Zn的重量百分含量为4.8、5.0、5.2、5.5、5.8、6.0%；

Mg的重量百分含量为1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7%；

Cu的重量百分含量为0.8、0.85、0.9、0.95、1.0%；

V的重量百分含量为0.4、0.42、0.45、0.48、0.5%；

Zr的重量百分含量为0.08、0.085、0.09、0.095、0.10%；

Li的重量百分含量为0.03、0.04、0.05、0.06%；

Ti的重量百分含量为0.08、0.085、0.09、0.095、0.10%；