[發(fā)明專利]一種航空用2xxx系鋁合金及其加工方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910032302.6
• 申請日: 2009-06-10
• 公開（公告）號: CN101597710A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發(fā)明（設計）人: 紀艷麗;胡平;鐘皓;郭富安
• 申請（專利權）人: 蘇州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號: C22C21/16
• 分類號: C22C21/16;C22F1/057;C21D1/26
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳忠輝;姚姣陽

技術領域

本發(fā)明涉及一種鋁合金，尤其涉及一種航空用2xxx系鋁合金及其加工方法，屬于有色金屬技術領域。

背景技術

2xxx系鋁合金由于具有中等強度、高損傷容限而被應用于飛機上對斷裂韌性、抗疲勞性能有較高要求的部位，如處于拉應力狀態(tài)的飛機機身蒙皮以及下翼面蒙皮。具有代表性的航空用2xxx系鋁合金有：2024、2124、2324等鋁合金。

為了提高2xxx系鋁合金的塑性、斷裂韌性及疲勞性能，最直接的方法就是提高材料的純度，即降低合金中Fe、Si雜質的含量。但為提高材料的塑性及斷裂韌性，不能無限制的減少Fe、Si含量；因為減少Fe、Si含量將大幅度增加材料成本，且可能在冶金過程中難以實現(xiàn)。

同時2xxx系鋁合金中主合金元素Cu、Mg含量超過其在合金中最大固溶極限后所形成的過剩相對材料的塑性及斷裂韌性有不利的影響。

除此之外，在2024及其衍生合金中常添加Mn元素，Mn與Al、Cu元素在均勻化退火過程中形成Al₂₀Cu₂Mn₃相，阻礙材料加工過程中的再結晶，達到控制晶粒尺寸的目的。但Al₂₀Cu₂Mn₃在較高溫度下控制晶粒尺寸的作用將下降；且Al₂₀Cu₂Mn₃相的尺寸較大，可能會影響材料的塑性及斷裂韌性。

因此有必要對航空用2024合金及其衍生合金進行成分優(yōu)化，以提高材料的性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種航空用2xxx系鋁合金及其加工方法，通過合理優(yōu)化2xxx系鋁合金中合金元素的含量，進一步提高材料的強度和塑性，使材料具有較好的綜合性能。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種航空用2xxx系鋁合金，其成分的質量百分含量如下——

Mg????????1.3～1.5wt％，

Cu????????3.5～4.05wt％，

Si????????≤0.10wt％，

Fe????????≤0.10wt％，

Mn????????0.5～0.7wt％，

Cr????????≤0.10wt％，

Ti????????≤0.15wt％，

Zr????????0.10～0.15wt％，

Al????????余量，

且Cu含量與Mg含量之比為2.50～2.70∶1。

進一步地，上述的一種航空用2xxx系鋁合金，其中，所述合金的屈服強度在315MPa以下，延伸率在22％以上，抗拉強度在440MPa以上。

再進一步地，上述的一種航空用2xxx系鋁合金的加工方法，特點是：將合金鑄錠進行均勻化熱處理，即將合金鑄錠從室溫以40～50℃/h的升溫速率升到490～500℃，保溫10～30h，然后空冷；采用擠壓方式獲得合金板材，擠壓溫度為400～490℃；擠壓后的合金板材經495℃/1h固溶后，自然放置100h以上。

本發(fā)明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在：

本發(fā)明通過合理調整2xxx系鋁合金中Cu、Mg的含量，以控制組織中過剩相的含量，并保證主要強化相Al₂CuMg的含量，從而使材料具有較好的強度和塑性；同時優(yōu)化微量元素，進一步提高材料的強度。多種技術措施確保材料具有較好的綜合力學性能，是制造航空部件的理想材料，較好滿足航空業(yè)的使用要求，應用前景非常看好。

具體實施方式

在Fe、Si含量一定的情況下，優(yōu)化2xxx系鋁合金的主合金元素Cu、Mg的含量，以減少過剩相Al₂CuMg或Al₂Cu的體積分數(shù)，是提高材料塑性及斷裂韌性的關鍵之所在。