[發明專利]一種7系鋁合金的熱處理方法

有效

• 申請號: 201410431997.6
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104152825A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 齊躍;胡隆偉;葉文君;余傳魁;樊開倫;王川;柳陽陽
• 申請（專利權）人: 航天精工股份有限公司
• 主分類號: C22F1/053
• 分類號: C22F1/053
• 代理公司: 天津濱?？凭曋R產權代理有限公司 12211
• 代理人: 李莎

技術領域

本發明創造適用于金屬材料熱處理領域，特別涉及鋁合金材料的熱處理方法，尤其涉及一種7系鋁合金的熱處理工藝方法。

背景技術

7系(亦即7000系或7XXX系)鋁合金是鋁-鋅-鎂-銅系可熱處理強化的高強度變形鋁合金，以其密度低、比強度高、耐腐蝕性能好等優點被廣泛應用于航空、海洋、石油化工等國民經濟的各個領域。

7系鋁合金以Mg、Zn為主要強化元素，熱處理制度主要包括固溶和時效。固溶處理時，合金元素溶于α固溶體中，時效時，強化相從固溶體中析出，實現強化作用。時效制度的不同可以導致其性能出現很大差異，其主要的時效狀態為T6和T73。T6是峰值時效狀態，該狀態下強度最高，但其抗應力腐蝕腐蝕性能較差。T73是過時效狀態，合金該狀態下具有優良的耐應力腐蝕能力，且具有較高的斷裂韌度，但強度下降嚴重。針對這些問題，本發明提出了一種7系鋁合金的熱處理方法，可以使合金獲得滿意的抗應力腐蝕能力，同時在強度上相對于T73狀態的合金顯著提高。本發明可以作為實現生產高強度和高抗應力腐蝕能力良好配合的7系鋁合金產品的熱處理工藝。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明創造采用的技術方案為：一種7系鋁合金的熱處理方法，具體包括固溶處理→峰值時效處理→回歸熱處理→分級時效處理等過程。

所述固溶處理中，包括將7系鋁合金加熱至460～475℃，保溫30～60min的過程。固溶處理的目的是使鋁合金充分固溶，形成單相α固溶體。

所述峰值時效處理中，包括將固溶處理后的7系鋁合金加熱至100～140℃，保溫12～24h的過程。峰值時效能夠使晶內和晶界析出細小彌散的GP區和η’相，目的是使合金獲得較高的強度。

所述回歸熱處理包括將峰值時效后的7系鋁合金加熱至200～230℃，保溫5～15min的過程。該過程目的是將已經固溶時效的7系鋁合金在適當的溫度下進行短時保溫，使其組織性能恢復到接近固溶狀態，為后續的時效做好準備，在該過程中，析出的強化相并不會完全回溶，在之后的分級時效過程中，對強度仍會起到一定的強化作用，從而在得到滿意的抗應力腐蝕能力的同時，使合金保持較高的強度，達到強度和抗應力腐蝕能力的良好配合。

所述分級時效處理包括兩個階段的步驟，分別為第一階段低溫時效和第二階段高溫時效。所述低溫時效包括將回歸熱處理后的7系鋁合金加熱至100～120℃，保溫6～8h的過程；所述高溫時效包括將低溫時效后的7系鋁合金加熱至160～180℃，保溫6～8h的過程。分級時效處理是強化相析出及調整的過程，強化相質點從固溶體中析出，其形狀、尺寸及分布情況變化較大，是影響合金性能的重要因素。其中，低溫時效是預時效處理，為強化相的充分析出提供了有利條件，在該過程中會形成高密度的GP區，隨著時效的進行，在晶界處的析出相η’開始長大同時在晶粒內部也有少量η’相形核。在之后的高溫時效過程中，GP區和η’相會隨著時效的進行發生重溶，η’相轉變為更為穩定的η相。由于時效溫度跨度大，加之高溫時效保溫時間不長，導致先析出的η’轉變的η相率先長大，而后析出的η’還沒有來得及發生轉變，時效就已經結束了，最終得到在晶界處形成均勻的網狀分布的組織，這種組織結構可以成為對腐蝕起關鍵作用的H的“陷阱”，從而在提高抗應力腐蝕能力方面的貢獻顯著。

進一步，所述7系鋁合金的熱處理方法中，固溶處理和回歸熱處理的保溫結束后，冷卻方式為水淬；峰值時效處理以及分級時效處理中各階段的保溫結束后，冷卻方式為空冷。

本發明創造具有的優點和積極效果是：能夠使7系鋁合金在獲得滿意的抗應力腐蝕能力的前提下，使合金強度保持較高水平，從而獲得兼具高強度與高抗應力腐蝕能力的鋁合金產品，突破了傳統熱處理工藝強度和抗應力腐蝕不可兼得的技術難題。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明創造進行進一步說明。

本發明各實施例和對比例采用同樣成分和規格的一種7系鋁合金零件進行說明，所采用的7系鋁合金成分和零件規格如表1所示。

表1??各實施例和對比例中所采用的7系鋁合金成分和零件規格

實施例1