[发明专利]锶锆钛钇镧五元复合微合金化800MPa强度级铝合金及其制备方法

说明书

一种锶锆钛钇镧五元复合微合金化800MPa强度级铝合金及其制备方法，其特征在于：它主要由铝（Al）、锌（Zn）、镁（Mg）、铜（Cu）、锶（Sr）、锆（Zr）、钛（Ti）、钇（Y）和镧（La）组成。该合金的制备依次包括：（1）熔铸；（2）均质化处理（450℃×24h保温后随炉冷却）；（3）热挤压（温度400℃、挤压比10:1）；（4）固溶处理（450℃×2 h+460℃×2 h+470℃×2h，室温水淬）；（5）时效处理（T6（121℃×24h））。本发明合金最高强度可达803.5MPa，同时断后伸长率为5.4％、按国标GB/T 7998‑2005(铝合金晶间腐蚀测定方法）未发现明显的晶间腐蚀。

技术领域

本发明涉及一种铝合金材料，尤其是一种新型7000系铝合金及其制备方法，具体地说是一种Sr,Zr,Ti,Y,La五元复合微合金化的800MPa强度级超高强度超耐晶间腐蚀铝合金及其制备方法。

背景技术

迄今为止，对熔铸成形制坯的800MPa强度级铝合金的研究无论是国内还是国外都极为少见。当前，随着战机、导弹、重型火箭、军用卫星等各类武器装备对服役性能指标要求的不断提升，迫切需要800MPa强度级超高强度高耐腐蚀性能铝合金作为支撑。

众所周知，铝合金的强度与耐腐蚀性间通常存在倒置关系。晶间腐蚀是高强铝合金常见的一种腐蚀形态，也是一种基础腐蚀形态，对高强铝合金使用寿命和使用安全性带来很大的损害。一般而言，高强铝合金的强度愈高，晶间腐蚀性能愈低。现有的7000系高强铝合金其晶间腐蚀最大深度一般远高于100μm。

虽然人们已经熟知稀土元素对铝合金的组织性能有可能会有很大提升作用，但有许多问题并未解决，如：(1)针对不同合金体系、不同强度级的铝合金，哪种稀土元素最为有效？对哪种性能最为有效？其最佳质量是多少？；(2)两种或两种以上稀土元素复合微合金化，其复合作用是叠加还是相互抵消？叠加作用效果如何？。

Sr,Zr,Ti,Y,La五元复合微合金化有望提高800MPa强度级超高强度铝合金的性能。锶(Sr)是一种碱土族元素，是铝合金中的一种长效变质剂，具有净化铝合金熔体、细化粗大金属间化合物的作用。锆(Zr)、钛(Ti)是3d过渡族元素，钇(Y)、镧(La)是二种电负性相差较大的稀土族元素(Y电负性1.2、La电负性1.1)，Zr、Ti、Y、La复合微合金化，在合金均质化处理过程中可以形成Al₃(Zr,Ti,Y,La)弥散相，抑制再结晶，提高合金性能。

到目前为止，尚未有一种具有自主知识产权的Sr,Zr,Ti,Y,La五元复合微合金化的800MPa强度级超高强度超耐晶间腐蚀铝合金的成分设计及其制备方法可供使用，这一定程度上制约了我国航空航天、武器装备等工业的发展。

发明内容

本发明的目的是针对现有的800MPa强度级铝合金存在的强度与耐腐蚀性很难兼顾的问题，通过合金的微合金化成分设计和制备加工技术设计，发明一种Sr,Zr,Ti,Y,La五元复合微合金化的800MPa强度级超高强度超耐晶间腐蚀铝合金及其制备方法。

本发明的技术方案之一是：

一种Sr,Zr,Ti,Y,La五元复合微合金化的800MPa强度级超高强度超耐晶间腐蚀铝合金，其特征在于：它主要由铝(Al)、锌(Zn)、镁(Mg)、铜(Cu)、锶(Sr)、锆(Zr)、钛(Ti)、钇(Y)和镧(La)组成，其中，锌(Zn)的质量百分比为11.4～12.0％，镁(Mg)的质量百分比为2.98～3.09％，铜(Cu)的质量百分比为1.21～1.22％，锶(Sr)的质量百分比为0.0073～0.0076％，锆(Zr)的质量百分比为0.269～0.272％，钛(Ti)的质量百分比为0.0699～0.0743％，钇(Y)的质量百分比为0.15％(名义)，镧(La)的质量百分比为0.15％(名义)，余量为铝和少量杂质元素；各组份之和为100％。

本发明的技术方案之二是：