[發(fā)明專利]一種高損傷容限低淬火敏感性7系鋁合金厚板生產(chǎn)工藝

有效

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• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112553550B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 景子毅;祖立成;程素玲;趙俊才;付彥軍;趙傳星;白凱
• 申請（專利權(quán)）人: 天津忠旺鋁業(yè)有限公司
• 主分類號: C22F1/053
• 分類號: C22F1/053;C21D9/00;C22C21/10;B21B1/38;B21B3/00;B21B37/58;B21B37/74;B21C37/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 陰知見

本發(fā)明涉及一種高損傷容限低淬火敏感性7系鋁合金厚板生產(chǎn)工藝，屬于鋁合金制造技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：鋁錠制備、均勻化處理、熱軋、固溶處理、預(yù)拉伸處理和時(shí)效處理；固溶處理包括一級固溶處理和二級固溶處理，一級固溶處理保溫溫度為465℃～468℃，二級固溶處理保溫溫度為476～480℃。本發(fā)明通過采用雙級固溶處理，可在提高合金固溶效果的同時(shí)，縮短合金在高溫區(qū)的固溶時(shí)間，抑制其再結(jié)晶過程，進(jìn)而提高合金的強(qiáng)度并降低其淬火敏感性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁合金材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高損傷容限低淬火敏感性7系鋁合金厚板生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

Al-Zn-Mg-Cu合金作為一種可熱處理型高強(qiáng)度鋁合金材料，具有強(qiáng)度高和可加工性好的特性，廣泛用于各類飛行器的結(jié)構(gòu)材料。隨著航空工業(yè)的不斷進(jìn)步，飛機(jī)也向著快速化、大型化趨勢快步發(fā)展，同時(shí)飛行器的服役環(huán)境也愈加嚴(yán)苛，這些都對飛機(jī)材料的各項(xiàng)性能提出了更高的要求。飛機(jī)材料選擇上從過去單一追求材料的靜態(tài)強(qiáng)度，向高的強(qiáng)度、韌性、抗腐蝕、抗疲勞等綜合性能要求發(fā)展。

各大飛機(jī)制造商為解決飛機(jī)結(jié)構(gòu)件鉚接和焊接帶來的一些問題，對航空結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)逐漸向大型化、整體化趨勢發(fā)展。通過對預(yù)拉伸厚板數(shù)控加工的方式生產(chǎn)出大尺寸結(jié)構(gòu)件，能夠有效減少零件和接頭數(shù)量，減少裝配量，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，這也使鋁合金厚板的截面尺寸不斷增加，并對合金的淬透性提出了更高的要求。

損傷容限是強(qiáng)度、韌性、抗腐蝕、抗疲勞裂紋擴(kuò)展的綜合體現(xiàn)，而強(qiáng)度和韌性是一對矛盾體，提升強(qiáng)度的同時(shí)，會造成韌性的損失。由于Al-Zn-Mg-Cu合金的合金元素含量高，難以避免的引起鑄錠中存在宏觀偏析、枝晶偏析以及共晶組織、粗大化合物分布不均，都將影響后續(xù)板材的斷裂韌性、疲勞性能和抗腐蝕能力，這些共同制約了Al-Zn-Mg-Cu合金的應(yīng)用。傳統(tǒng)Al-Zn-Mg-Cu合金，如7075等，已無法滿足這些需求，因此當(dāng)前需要從成分優(yōu)化、改進(jìn)熱處理工藝入手，開發(fā)出具有高強(qiáng)、高韌、高抗應(yīng)力腐蝕、高淬透性等綜合性能優(yōu)良的鋁合金厚板材料。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請的目的在于提供一種高損傷容限低淬火敏感性7系鋁合金厚板生產(chǎn)工藝，以提高板材的強(qiáng)度。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種高損傷容限低淬火敏感性7系鋁合金厚板生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：鋁錠制備、均勻化處理、熱軋、固溶處理、預(yù)拉伸處理和時(shí)效處理；固溶處理包括一級固溶處理和二級固溶處理，一級固溶處理保溫溫度為465℃～468℃，二級固溶處理保溫溫度為476～480℃。

可選地，時(shí)效處理為雙級時(shí)效處理，包括一級時(shí)效處理和二級時(shí)效處理，一級時(shí)效處理溫度為90～120℃，保溫4～6h；二級時(shí)效處理溫度為150～170℃，保溫16～20h。

可選地，預(yù)拉伸處理的拉伸量2～3％。

可選地，一級固溶處理保溫2h，二級固溶處理保溫1h。

可選地，均勻化處理為雙級均勻化處理，包括一級均勻化處理和二級均勻化處理；一級均勻化處理：定溫320～400℃，保溫2～4h，升溫速率小于40℃/h；二級均勻化處理：定溫460～465℃，保溫16～20h；一級均勻化處理到二級均勻化處理的溫升速率小于5℃/h，并在保溫結(jié)束后進(jìn)行快速降溫。

可選地，熱軋包括將均勻化后的鋁錠鋸切頭尾，銑去凝殼層，在400℃～450℃保溫3h后軋制，并保證終軋溫度為430±20℃，在軋制倒數(shù)第二道次之前有不少于3道次的大壓下量道次，單道次壓下量不小于50mm。

可選地，鋁錠的配料按照以下合金元素質(zhì)量百分比進(jìn)行配料：Si含量≤0.05％、Fe含量≤0.08％、Cu含量1.6～2.0％、Mn含量≤0.1％、Mg含量1.6～2.0％、Cr含量≤0.05％、Zn含量7.6～8.2％、Ti含量0.01～0.03％、Zr含量0.1～0.12％、其余單個(gè)雜質(zhì)含量≤0.05％，雜質(zhì)合計(jì)含量≤0.15％，余量為Al。