[發(fā)明專利]一種提高Al-Zn-Mg-Cu合金性能的雙級固溶處理工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410298215.6
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN105296901A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐本倫
• 申請（專利權(quán)）人: 徐本倫
• 主分類號: C22F1/053
• 分類號: C22F1/053
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種Al-Zn-Mg-Cu合金的處理工藝，特別涉及一種提高Al-Zn-Mg-Cu合金性能的雙級固溶處理工藝。

背景技術(shù)

Al-Zn-Mg-Cu合金是典型的時效強(qiáng)化型合金，固溶淬火得到的a固溶體過飽和程度對合金效強(qiáng)化效果具有決定性作用。為發(fā)揮合金的時效強(qiáng)化潛力，合金在時效強(qiáng)化熱處理前必須進(jìn)行固溶處理。固溶處理的目的是在保證合金不過燒的條件下，盡可能使合金中的強(qiáng)化元素充分回溶進(jìn)入基體，提高溶質(zhì)原子在基體中的固溶度，進(jìn)而增加時效過程中的相變驅(qū)動力，同時還要控制晶粒尺寸和形態(tài)，使合金獲得要求的性能。一些學(xué)者對部分Al-Zn-Mg-Cu合金的固溶工藝及其對合金組織性能的影響進(jìn)行了研究，并就相關(guān)影響因素進(jìn)行了分析。對新型高強(qiáng)韌低淬火敏感性鋁合金方面的研究結(jié)果仍非常有限。為此，本文作者通過對新型合金變形態(tài)組織的深入分析，研究探討了新型合金的固溶處理工藝，從而確定了適宜的工藝制度，以為后續(xù)的淬火、時效工藝打下良好的基礎(chǔ)，具有實際意義和理論價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種提高Al-Zn-Mg-Cu合金性能的雙級固溶處理工藝，以獲得性能優(yōu)異的Al-Zn-Mg-Cu合金。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種提高Al-Zn-Mg-Cu合金性能的雙級固溶處理工藝，合金的化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:Al：7.2，Zn：l.7，Mg：1.4，Cu：0.12，Zr：0.02，F(xiàn)e：0.0151，合金鑄錠經(jīng)440℃/l2h+475℃/24h的均勻化熱處理后，單級固溶：固溶溫度465℃-490℃，時間30min-120min，或雙級固溶：固溶溫度450℃，保溫30min，然后30min升溫至480-485℃，保溫30-60min，再經(jīng)120℃/24h時效處理。

固溶處理優(yōu)先為固溶工藝為475℃/45-90min。

本發(fā)明的有益效果：

l)新型合金經(jīng)擠壓后，晶粒變得扁平并沿擠壓方向被拉長。晶內(nèi)及晶界上存在大量析出的MgZnZ相粒子以及少量破碎后沿擠壓方向分布的A17Cu，F(xiàn)e相顆粒。第十四屆中國有色金屬學(xué)會材料科學(xué)與工程合金加工學(xué)術(shù)研討會文集(2011)

2)新型合金適宜的固溶工藝為475℃/45一90min，再經(jīng)120℃/24h時效處理后的極限抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率和電導(dǎo)率可以分別達(dá)到590MPa、545MPa、16.0%和20.4MS/m以上，合金基體中存在的第二相主要為殘留的少量AI7CuZFe相，以及彌散分布的A13z:粒子;繼續(xù)升高固溶溫度或延長固溶時間，會導(dǎo)致晶粒長大，力學(xué)性能降低;采用雙級固溶工藝對提高新型合金力學(xué)性能作用不大。

具體實施方式

1實驗材料及方法

實驗用新型合金的化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，%)為:Al：7.2，Zn：l.7，Mg：1.4，Cu：0.12，Zr：0.02，F(xiàn)e：0.0151。合金鑄錠經(jīng)440℃/l2h+475℃/24h的均勻化熱處理后，熱擠壓成截面為102、25mm的板帶。在前期大量探索性試驗研究的基礎(chǔ)上，考慮到固溶溫度對合金組織與性能的影響程度要相對大于時間的影響，首先固定固溶時間為lh，研究了不同固溶溫度(465℃，470℃，475℃，480℃，485℃和490℃)對新型合金組織與性能的影響;確定固溶溫度后，進(jìn)一步研究了不同固溶時間(30min、45min、60min、90min、120min)的影響；并研究了多種雙級固溶處理工藝對合金的影響。試樣完成固溶淬火之后立即測試其淬火態(tài)電導(dǎo)率，再經(jīng)7XXX系鋁合金通用的T6(120℃/24h)時效處理后測試其力學(xué)性能。合金的力學(xué)性能參照GB/T228一2008標(biāo)準(zhǔn)在MTs一810型試驗機(jī)上進(jìn)行，拉伸速度為1一2mm/min，合金的電導(dǎo)率測試參照GB/T12966一2008標(biāo)準(zhǔn)采用7501型渦流電導(dǎo)儀進(jìn)行。DSC分析在TAInstrumentsDSC2010熱分儀上進(jìn)行，加熱速率10oC/min;顯微組織觀察在ZeisSAxiovert200MAI，光學(xué)顯微鏡(OM)、HITACHI54800掃描電子顯微鏡(SEM)和JEM2010型高分辨電鏡(TEM)上進(jìn)行。OM試樣采用Kelle:試劑進(jìn)行侵蝕;TEM樣品用MTP一1雙噴電解減薄儀制取，電解液為含25%HN03的甲醇溶液，溫度控制在弓O一20℃之間，電壓為15一20V。

2雙級固溶工藝研究