[發明專利]一種AlZnMgCu系鋁合金三級時效的回歸降溫方法

在審

• 申請號: 201610776029.8
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107779797A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 鄧運來;范世通;張研;龍濤;黃心悅;王娟;趙久輝
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22F1/053
• 分類號: C22F1/053
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及有色金屬材料加工工程技術領域，特別涉及一種可時效強化鋁合金的熱處理方法。

背景技術

Al-Zn-Mg-Cu系航空高性能鋁合金對其綜合性能提出了苛刻的要求，專利201310325104.5述及了一種Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金厚截面構件的三級時效方法，可以在保證合金強度的同時，提高其耐腐蝕性能，其晶內組織和T6態時效組織相似，晶界組織和T7態時效組織相似。但其忽視了第二級高溫回歸時效后的降溫階段對構件最終性能的影響，實際上快冷和慢冷引起的構件力學性能的差異可達20%以上，采用直接爐冷的方式可能使構件力學性能大幅降低，而過快的冷卻速度又會造成構件抗腐蝕性能的降低。合理回歸冷卻速度可在保證鋁合金構件的力學性能的同時，有效的提高其耐腐蝕性能。

發明內容

針對現有的三級時效處理的不足，本發明主要針對高溫回歸時效后的降溫階段，通過控制降溫冷卻速率，調控的力學性能和抗腐蝕性能，以提高其綜合性能。

本發明的目的通過以下方法實現：一種Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金三級時效的回歸降溫方法，在第二級回歸時效處理后的降溫過程中，根據材料的厚度范圍控制平均冷卻速率范圍為10-420℃/min，使表層溫度降至60-120℃并持續10-100s后，再升溫至120℃進行第三級再時效處理。

所述的方法，所述的材料的厚度范圍分為30-80mm、80-120mm、120-200mm三種。

所述的方法，所述的材料厚度為30-80mm時，降溫平均冷卻速率為10-420℃/min；厚度為80-120mm時，降溫平均冷卻速率為50-300℃/min；厚度為120-200mm時，降溫平均冷卻速率為100-250℃/min。

發明人在研究中發現，第二級回歸時效后的降溫速率對鋁合金板材時效組織與性能有較大的影響。第一級欠時效處理，在晶內析出的GP區和η＇相，晶界析出相尺寸細小、連續的η相，第二級回歸時效可使晶內析出相回溶、晶界析出相長大粗化，此時進行第三級再時效可重新析出第二相提高合金的力學性能和耐腐蝕性能。第二級回歸時效后的降溫速率可決定第三級再時效力學性能和耐腐蝕性能的提高程度：較慢的降溫速度可使晶內析出相粗大、晶界析出相繼續長大，在第三級再時效過程中晶內、晶界相中持續長大，使合金力學性能降低，但耐腐蝕性能大幅提高；較快的降溫速率可使過飽和合金元素在降溫過程中來不及析出，第三級再時效將會在晶內重新析出細小彌散的第二相、晶界析出連續的第二相，可大幅提高力學性能，但耐腐蝕性能下降。合理回歸冷卻速度可在保證鋁合金材料的力學性能的同時，有效的提高其耐腐蝕性能。

本發明優點在于：①通過控制第二級回歸時效后的冷卻速率可靈活調控Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金構件的力學性能和抗腐蝕性能，可在保證鋁合金材料的力學性能的同時，有效的提高其抗腐蝕性能，以適應材料的不同使用環境。②該工藝方法操作簡便，在實際工業生產中易于實現，具有很強應用價值。

附圖說明

圖1為本發明工藝步驟示意圖。

具體實施方式

以下結合對比例和實施例旨在進一步說明本發明，而非限制本發明。

對相同厚度的固溶態Al-Zn-Mg-Cu鋁合金進行三級時效處理，分別采用不同的回歸冷卻速率作為對比例和實施例。對所有對比例和實施例樣品進行拉伸力學性能及電導率檢測，性能測試結果見表1。

實施例1.1：采用30mm×1300mm×110mm固溶態Al-8.36Zn-1.84Mg-2.08 Cu-0.201Zr鋁合金厚板，進行105℃/20h+190℃/50min+120℃/24h三級時效處理，回歸平均冷卻速率為400℃/min，冷卻持續時間為18s。

實施例1.2：采用30mm×1300mm×110mm固溶態Al-8.36Zn-1.84Mg-2.08 Cu-0.201Zr鋁合金厚板，進行105℃/20h+190℃/50min+120℃/24h三級時效處理，回歸平均冷卻速率為50℃/min，冷卻持續時間為100s。

對比例1：采用30mm×1300mm×110mm固溶態Al-8.36Zn-1.84Mg-2.08 Cu-0.201Zr鋁合金厚板，進行105℃/20h+190℃/50min +120℃/24h三級時效處理，回歸冷卻采用出爐空冷，使表面溫度降至110℃后，進行第三級時效處理。