一種提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr鋁合金性能的固溶時效工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于材料處理技術領域，特別是涉及一種提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr錯合金性 能的固溶時效工藝。
【背景技術】
[0002] A1-Zn - Mg-Cu - Zr系鋁合金是一種可熱處理強化的超高強鋁合金，其強化熱處 理包括固溶淬火及隨后的時效。該系鋁合金的合金元素含量高、易偏析、鑄坯中未溶共晶相 多，熱加工后未溶相數目多，分布不均勻，未溶相顆粒會成為應力集中和裂紋萌生之處，對 其斷裂韌性、疲勞性能和抗應力腐蝕開裂性能均有顯著影響。采用適宜的固溶處理，將非平 衡凝固形成的多相組織盡可能轉變為固溶體組織，充分發揮合金元素的有益作用，可以迸 一步提1?超1?強錯合金的性能。

【發明內容】

[0003] 本發明要解決的技術問題是：提供一種能進一步提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr鋁合金性 能的固溶時效工藝。
[0004] 本發明采用的技術方案是：一種提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr鋁合金性能的固溶時效工 藝，包括以下步驟： (1) 配料：合金原料為 99. 98%A1，99. 92%Zn，99. 9%Mg，Al - 2. 86%Sc，Al - 48% Cu和A1 - 40% Zr中間合金； (2) 熔煉鑄造； (3) 均勻化處理：溫度450~465°C，時間24h ; (4) 熱軋：溫度460°C，加熱時間lh，熱軋成型； (5) 退火； (6) 冷軋； (7) 固溶時效處理。
[0005] 優選的，所述步驟（7)中所采用固溶處理：470°C X2h。
[0006] 優選的，所述步驟（7)中采用三級時效工藝（RRA): 120°C X24h+170〇C Xlh+120°C X24h〇
[0007] 本發明有益效果：與現有技術相比，本發明采用固溶處理和三級時效工藝，在保證 合金具有較高電導率（不小于37. 8% IACS)的條件下，合金綜合力學性能達到最好，抗拉 強度為596. 4MPa、屈服強度為578. 7MPa、延伸率為8. 6%。
【具體實施方式】
[0008] -種提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr鋁合金性能的固溶時效工藝，包括以下步驟： (1)配料：合金原料為 99. 98%A1，99. 92%Zn，99. 9%Mg，Al - 2. 86%Sc，Al - 48% Cu和A1 - 40% Zr中間合金； (2) 熔煉鑄造； (3) 均勻化處理：溫度450~465°C，時間24h ; (4) 熱軋：溫度460°C，加熱時間lh，熱軋成型； (5) 退火； (6) 冷軋； (7) 固溶時效處理。
[0009] 優選的，所述步驟（7)中所采用固溶處理：470°C X2h。
[0010] 優選的，所述步驟（7)中采用三級時效工藝（RRA): 120°C X24h+170〇C Xlh+120°C X24h〇
[0011] 采用上述一種提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr鋁合金性能的固溶時效工藝，可以得出固溶 處理及時效對合金性能的影響，固溶溫度為460、470、480和490度，固溶時間120min，時效 工藝為120°C X24h時，可得出如表1所示的性能結果。固溶時間為40、80、120和160min， 固溶溫度為470度，時效工藝為120度X24h，可得出如表2所示的性能結果。由表1可知， 隨著固溶溫度的升高，抗拉強度、屈服強度、伸長率都是先增大到峰值后逐漸減小。固溶態 下，470度時合金的抗拉強度、屈服強度最高，分別為475. 3和448. 6MPa ;經固溶及120 度X24h時效，抗拉強度、屈服強度的峰值點在固溶溫度為470度處，其峰值分別為613. 5 和571. 2MPa。固溶溫度繼續升高則其強度開始下降，屈服強度的變化趨勢跟抗拉強度相 似，伸長率也有相似的規律，最大平均值分別為14. 9% (固溶態）、10. 7% (固溶態+T6)。 由表2可知，隨著時效保溫時間的延長，抗拉強度、伸長率都有先增大到峰值然后逐漸減小 的趨勢。固溶態下，時效時間為120min時合金的抗拉強度、屈服強度最高，分別為475. 3 和448. 6MPa ;經固溶及120°C X24h時效，抗拉強度在固溶保溫時間為120min時達到峰 值，其峰值為613. 5MPa，固溶保溫時間超過120min后抗拉強度開始下降；屈服強度的峰值 點在固溶保溫時間160min處，其峰值為578. 5MPa。
[0012] 采用上述一種提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr鋁合金性能的固溶時效工藝可得出如表表3 所示的不同時效工藝對合金拉伸性能的影響，從表中可知，單級峰值時效時合金的抗拉強 度最高，經RRA處理后抗拉強度，合金經T73處理后，其力學性能大幅度下降，抗拉強度甌降 低了 88. IMPa，屈服強度降低了 70. 8MPa，這是由于T73過時效的程度更深，導致其性能下 降。應力腐蝕抗力的變化與屈服強度無關，但是在應力腐蝕與電導率之間卻是緊密相關的， 電導率越高，抗應力腐蝕性能越好，因此可以用電導率來間接反映材料的抗應力腐蝕能力。 取合金三種不同時效狀態（T6、T73、RRA)的試樣進行測量，所得電導率平均值分別為：34. 1%IACS、40. 5%IACS、38. 4%IACS。從電導率的測量結果可知，單級時效的電導率比雙 級時效和三級時效都低得很多，而經RRA處理和T73處理后試樣的電導率相差不多，可見， 三級時效在合金強度損失不大的前提下可以提高合金的電導率，從而提高合金的抗應力腐 蝕性能。
【主權項】
1. 一種提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr錯合金性能的固溶時效工藝，其特征在于：包括以下步 驟： (1) 配料：合金原料為 99. 98%A1，99. 92%Zn，99. 9%Mg，Al- 2. 86%Sc，Al- 48%Cu和A1 - 40%Zr中間合金； (2) 熔煉鑄造； (3) 均勻化處理：溫度450~465°C，時間24h; (4) 熱軋：溫度460°C，加熱時間lh，熱軋成型； (5) 退火； (6) 冷軋； (7) 固溶時效處理。2. 根據權利要求1所述的一種提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr鋁合金性能的固溶時效工藝，其特 征在于：所述步驟（7)中所采用固溶處理：470°CX2h。3. 根據權利要求1所述的一種提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr鋁合金性能的固溶時效工藝，其特 征在于：所述步驟（7)中采用三級時效工藝（RRA) :120°CX24h+170°CXlh+120°CX24h。
【專利摘要】本發明提供一種提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr鋁合金性能的固溶時效工藝，本發明采用470℃×2h固溶處理和120℃×24h+170℃×1h+120℃×24h三級時效工藝(RRA)，獲得Al-Zn-Mg-Cu-Zr鋁合金綜合性能達到最好抗拉強度為596．4MPa、屈服強度為578．7MPa、延伸率為8．6％，合金導電率38．4％IACS，抗腐蝕能力也大大提高。
【IPC分類】C22F1/04
【公開號】CN105441834
【申請號】CN201410506430
【發明人】羅興婷
【申請人】羅興婷
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2014年9月28日