[發明專利]一種超高強鋁合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202010013070.6
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111057920B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 張英波;李家衡
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/03;C22F1/053
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 吳桐

本發明公開了一種超高強鋁合金及其制造方法，合金中化學元素的質量百分含量為：5.8?7.8％Zn、1.5?2.2％Mg、1.6?2.4％Cu、0.15?0.3％Zr、0.04?0.12％Ti、0.2?0.45％Y，其余為Al。所述超高強鋁合金的制備方法步驟如下：A、熔鑄：按照合金中各化學元素的質量百分含量配比，制備鑄態Al?Zn?Mg?Cu?Zr?Ti?Y合金；B、均勻化處理；C、熱塑性變形加工：將B步得到的經過均勻化處理的Al?Zn?Mg?Cu?Zr?Ti?Y合金坯料進行熱塑性變形加工，所述熱塑性變形加工的溫度為380?450℃；D、固溶處理；E、時效處理。本發明提供的超高強鋁合金力學性能優異，強度高于900MPa。

技術領域

本發明涉及一種超高強鋁合金及其制造方法，尤其涉及一種Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金及其制造方法，屬于鋁合金制造領域。

背景技術

Al-Zn-Mg-Cu系合金是一種可熱處理強化的高強鋁合金，具有低密度、高比強度和良好的耐腐蝕性能和加工性能，作為輕量化結構材料廣泛應用于航空航天、交通運輸和軍工、民用生活等領域。國內外學者圍繞提高Al-Zn-Mg-Cu系合金強度、塑性、韌性、抗應力腐蝕等綜合力學性能進行了大量的研究。

影響Al-Zn-Mg-Cu系高強度鋁合金的綜合力學性能的主要因素有：主合金元素(Zn、Mg、Cu)含量、微合金化元素的種類與含量，及合金的制備和熱處理工藝。為了研發超高強度的Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金，最近幾年來國內外的研究主要集中于該系合金的主元素的成分設計與優化、微合金化、探索新的制備技術和熱處理工藝等方面。目前已取得了較好的研究成果，且已有較多報道表明該系合金通過微合金化及熱處理工藝調整，其抗拉強度已達到了700MPa水平。然而，超高強的Al-Zn-Mg-Cu系合金仍有較大的提升空間，以期滿足航空航天、國防軍工等領域的更高的性能需求(如850MPa級別)。因此開發更高強度的超高強Al-Zn-Mg-Cu合金(強度大于850MPa)是一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明的發明目的是提供一種超高強鋁合金及其制備方法。本發明提供的超高強鋁合金力學性能優異，強度高于900MPa。

本發明實現其發明目的首先公開了一種超高強鋁合金，合金中化學元素的質量百分含量為：5.8-7.8％Zn、1.5-2.2％Mg、1.6-2.4％Cu、0.15-0.3％Zr、0.04-0.12％Ti、0.2-0.45％Y，其余為Al。

優選的，本發明所述合金中化學元素的質量百分比為：5.92-6.47％Zn、1.59-1.75％Mg、1.89-1.90％Cu、0.21-0.28％Zr、0.06-0.09％Ti、0.22-0.32％Y，其余為Al。

優選的，本發明所述合金中化學元素的質量百分比為：6.47％Zn、1.7％Mg、1.9％Cu、0.24％Zr、0.07％Ti、0.27％Y，其余為Al。

本發明實現其發明目的還公開了一種超高強鋁合金的制備方法，其步驟如下：

A、熔鑄：按照合金中各化學元素的質量百分含量配比，制備鑄態Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金；

B、均勻化處理：對步驟A制備的鑄態Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金進行均勻化處理；

C、熱塑性變形加工：將B步得到的經過均勻化處理的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金坯料進行熱塑性變形加工，所述熱塑性變形加工的溫度為380-450℃；

D、固溶處理：將步驟C得到的經過熱塑性變形加工的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金進行固溶處理；

E、時效處理：將步驟D得到的經過固溶處理的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Y合金進行時效處理。