[发明专利]一种锶锆钛钇四元复合微合金化的800MPa强度级高性能铝合金及制备方法

说明书

一种锶锆钛钇四元复合微合金化的800MPa强度级高性能铝合金及制备方法，其特征在于：它主要由铝、锌、镁、铜、锶、锆、钛和钇组成，其中，锌的质量百分比为11.0‑11.5%，镁的质量百分比为3.09‑3.11%，铜的质量百分比为1.21‑1.26%，锶的质量百分比为0.0092~0.0188%，锆的质量百分比为0.265‑0.362%，钛的质量百分比为0.0647‑0.127%，钇的质量百分比为0.15~0.45%（名义），余量为铝和少量杂质元素；各组份之和为100%。该合金的制备依次包括：（1）熔铸；（2）均质化处理；（3）热挤压；（4）固溶处理；（5）时效处理。本发明合金最高强度可达797.932MPa，同时断后伸长率为6.0％、按国标GB/T 7998‑2005(铝合金晶间腐蚀测定方法）其晶间腐蚀最大深度为83.16μm。

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四元复合微合金化的800MPa强度级超高强度高耐晶间腐蚀铝合金及其制备方法。

背景技术

熔铸成形制坯的高强铝合金具有比重轻、强度高、制造加工成本低、可依托的基础工业实力强、军民融合性好等特点，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。

微合金化作为铝合金性能提升的重要手段已广泛应用于工业铝合金体系。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：针对不同铝合金体系、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？。

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)和钛(Ti)是3d过渡族元素，在均质化处理过程中以弥散相(Al₃Zr、Al₃Ti)形式析出，在Ti与Zr复合微合金化时以Al₃(Zr,Ti)形式析出，比Al₃Ti、A1₃Zr，与基体Al的共格程度更高，因此具有更好的微合金化作用。钇(Y)是一种稀土系元素，不仅具有净化铝合金熔体、细化铝合金组织的作用，而且在均质化处理过程中也以弥散相形式析出，抑制再结晶。因此，Sr,Zr,Ti,Y四元复合微合金化可以提高超高强度铝合金的性能。

到目前为止，尚未有一种具有自主知识产权的Sr,Zr,Ti,Y四元复合微合金化的800MPa强度级超高强度高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四元复合微合金化的800MPa强度级超高强度高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：