[發(fā)明專利]一種航空航天用含鈧超高強鋁合金及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011500485.2
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112646997B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王英君;佟有志;韓明明;魯月;陳士宇;胡天龍;馬月;王春暉;陳培培
• 申請（專利權(quán)）人: 東北輕合金有限責任公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/03;C22F1/053
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種航空航天用含鈧超高強鋁合金及其制造方法，它涉及一種鋁合金及其制造方法。目的是高強鋁合金板材強度不足、斷裂韌度和斷后伸長率低、耐蝕性差的問題。方法：稱取原料、制備鋁合金方鑄錠、均勻化退火、制備鋁合金板材、固溶處理及淬火、形變處理、固溶處理及淬火、預(yù)拉伸處理、時效處理、切鋸。本發(fā)明方法制造有效解決了高強鋁合金板材強度不足、斷裂韌度和斷后伸長率低、耐蝕性差的問題，達到了航空航天用產(chǎn)品對此合金板材的綜合性能需求。本發(fā)明適用于制備航空航天用含鈧超高強鋁合金。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁合金及其制造方法。

背景技術(shù)

我國航空航天裝備朝著減重、結(jié)構(gòu)承載和功能一體化、長使用壽命、高可靠性等方向發(fā)展。鋁合金作為航空航天裝備最主要的結(jié)構(gòu)材料之一，對其性能提出了更高的要求。

航空航天裝備要求鋁合金具有高比強度、比剛度、斷裂韌度和耐蝕性能等綜合性能的良好匹配。而現(xiàn)有高強7×××系鋁合金厚板存在強度不足、斷裂韌度和斷后伸長率低、耐蝕性差的問題，而不能滿足航空航天用產(chǎn)品的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有高強鋁合金板材強度不足、斷裂韌度和斷后伸長率低和耐蝕性差的問題，而提供一種航空航天用含鈧超高強鋁合金及其制造方法。

本發(fā)明航空航天用含鈧超高強鋁合金按質(zhì)量分數(shù)由7.0％～13.5％的Zn、1.5％～2.5％的Mg、0.5％～2.5％的Cu、0.05％～0.30％的Zr、0.01～0.10％的Si、0.01～0.20％的Fe、0.05％～0.50％的Mn、0.01％～0.15％的Ti、0.05％～0.50％的Sc和余量的Al組成，且Zr、Ti和Sc的質(zhì)量分數(shù)之和≤0.65％，Cu與Sc的質(zhì)量比≤18。

上述航空航天用含鈧超高強鋁合金的制造方法按照以下步驟進行：

一、稱取原料：

按質(zhì)量分數(shù)為Zn：7.0％～13.5％、Mg：1.5％～2.5％、Cu：0.5％～2.5％、Zr：0.05％～0.30％、Si：0.01～0.10％、Fe：0.01～0.20％、Mn：0.05％～0.50％、Ti：0.01％～0.15％、Sc：0.05％～0.50％和Al為余量、且Zr、Ti和Sc的質(zhì)量分數(shù)之和≤0.65％、Cu與Sc的質(zhì)量比≤18稱取純鋁錠、純銅錠、純鎂錠、純鋅錠、鋁錳合金錠、鋁鈧合金錠、鋁鋯合金錠、鋁鈦合金錠、鋁硅合金錠和鋁鐵合金錠作為原料；

二、制備鋁合金方鑄錠：

將步驟一稱取的原料置于然后在溫度為740℃～800℃的熔煉爐中熔煉10h，得到合金熔液，合金熔液進行鑄造，得到厚為300mm和寬為1200mm的方鑄錠；

三、均勻化退火：

將步驟二得到的方鑄錠在溫度為420℃～470℃的條件下保溫20h～30h，出爐后自然冷卻至室溫，得到均勻化退火后的方鑄錠；

四、制備鋁合金板材：

將均勻化退火后得到的鑄錠放入溫度為400℃～450℃的電阻加熱爐中加熱，加熱時間為8h～12h；然后進行軋制，得到70mm厚的鋁合金厚板；

五、固溶處理及淬火：

將鋁合金厚板在溫度為450℃～470℃的條件下使用輥底爐進行固溶處理，處理時間為100min～150min，然后在溫度為0℃～35℃的水中淬火25～35s，得到淬火后的鋁合金板材；

六、形變處理：

將淬火后的鋁合金板材在軋機上進行冷軋，道次3～5次，得到51mm厚度鋁合金板材；