[發明專利]一種通過長期低溫時效處理提高Al-Cu-Li合金力學性能的方法

在審

• 申請號: 202011106136.2
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112143988A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 陳凱旋;王自東;陳曉華;吳雪華;張佳偉;李靜媛;劉愛森;陳俊臣
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22F1/057
• 分類號: C22F1/057;C22C21/16
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種通過長期低溫時效處理提高Al?Cu?Li合金力學性能的方法，其特征是針對應變時效態(T8態)的Al?Cu?Li合金在60～120℃之間某一溫度進行長期低溫時效(50～5000h),誘發T₁板條間溶質元素的進一步析出，為合金提供額外的強韌化效應，同時該溫度下不會導致T8態合金中T₁相的粗化，最終使Al?Cu?Li合金綜合力學性能提升。T8態Al?3.67Cu?1.12Li?0.26Mg?0.19Ag?0.11Zr合金的抗拉強度、屈服強度和斷后伸長率經85℃保溫1500h后分別從594.93±7.39MPa、566.99±8.34MPa和10.52±0.53％提高到599.89±4.44MPa、573.18±3.49MPa和12.93±1.60％，而85℃下時效100h后抗拉強度和斷后伸長率分別提高到598.04±2.51MPa和13.36±0.46％。本發明制備方法簡單，能耗小，成本低，應用性強，在Al?Cu?Li合金強韌化方面有著應用潛力。

技術領域：

本發明涉及航空航天用鋁鋰合金強韌化的熱處理方法。具體地說，是將T8態(固溶+冷加工+人工時效態或應變時效態)的Al-Cu-Li合金進行低溫下的長期時效從而進一步提高其力學性能的方法。

背景技術

鋁鋰合金是一類密度低、比強度和比剛度高、耐腐蝕及疲勞性能好的新型鋁合金，在航空航天領域有廣泛的應用前景。相對于碳纖維復合材料，鋁鋰合金的成形、維修便捷，成本也較低，且具有明顯的價格優勢和性能優勢，被認為是21世紀航空航天工業最具競爭力的輕質高強結構材料之一。[文獻一：N.Eswara Prasad,A.A.Gokhale,R.J.H.Wanhill.Aluminium-Lithium Alloys,Elsevier,Oxford,2014；文獻二：李飄,姚衛星.鋁鋰合金材料發展及綜合性能評述,航空工程進展10(2019)12-20.]。Al-Cu-Li合金的性能強烈地依賴于析出相的尺寸、形態、數量和分布等微結構特征，其綜合性能的提升很大程度上取決于對析出相微結構的調控[文獻三：E.Gumbmann,F.De Geuser,C.Sigli,A.Deschamps.Influence of Mg,Ag and Zn minor solute additions on theprecipitation kinetics and strengthening of an Al-Cu-Li alloy,Acta Mater.133(2017)172-185.]。Al-Cu-Li合金的析出序列十分復雜，比如不同的成分、時效溫度或時效時間導致不同的析出路徑，產生多種類型的亞穩相及穩定相，其中，T₁(Al₂CuLi)析出相是Al-Cu-Li合金的主要強化相，以六方型板條狀(或薄片狀)形成于基體{111}_Al面上，與基體呈半共格界面，具有高達100的長寬比[文獻四：E.Gumbmanna,F.De Geuser,A.Deschamps,W.Lefebvre,F.Robaut,C.Sigli.A combinatorial approach for studying the effectof Mg concentration on precipitation in an Al–Cu–Li alloy,Scripta Mater.110(2016)44-47.]。