本发明专利技术提供一种Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金材料及其制备方法，所述铝合金成分及其重量百分比含量为：Zn：8.5～9.5wt％，Mg：1.5～2.0wt％，Cu：1.4～2.0wt％，Zr：0.10～0.14wt％，余量为Al。所述的高强铝合金材料中还可加入Ti：≤0.05wt％、Fe：≤0.05wt％、Si：≤0.05wt％和/或Mn：≤0.05wt％。将高纯铝完全溶化后，先后加入铝铜中间合金、铝锆中间合金、纯锌、纯镁，待所加原料充分溶解后对熔体进行搅拌；之后加入精炼剂对熔体进行精炼，消除熔体内的气体及非金属夹杂物，使熔体净化；扒渣后加入细化剂Al-Ti-B，静置后进行浇注，制备出铸锭；该合金具有较高的强度，较好的抗应力腐蚀能力和导热性能，可运用于航空航天、汽车结构件、大型压力容器等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种Al-Zn-Mg-Cu高强错合金材料及其制备方法，属于有色金属技术 领域。
技术介绍
Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金具有密度低、比强度高、热加工性能好等优点，是 广泛应用于航空航天领域的结构材料。作为飞机机翼、蒙皮的主要结构材料，现有的 Al-Zn-Mg-Cu合金能够满足当前大型机翼结构的性能要求。随着飞机上复合材料和钛合金 用量增加，铝合金的用量相对减少，然而高强高韧铝合金的用量却在增加。同时，为了提高 汽车承载能力、降低汽车自重并延长汽车使用寿命，高强铝合金在汽车结构件、大型压力容 器等方面代替钢的趋势日渐明显，这将会对铝合金的性能提出更高的要求。 20世纪60年代，美国在7075合金的基础上，提高Cu/Mg值并增加Zn、Cu含量进 一步提高了合金强度，并用Zr替代了 7075合金中的Cr来降低淬火敏感性并细化晶粒尺 寸，开发出了具有较高强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能的7050合金（宋仁国.高强度 铝合金的研宄进展.材料导报，2000, 14(1) :20-21)。1970年前苏联进一步减少Fe、 Si杂志含量，并减少主合金元素含量，开发出塑性较好而强度略低的B96y-3合金（杨守 杰，戴圣龙.航空铝合金的发展回顾与展望.材料导报，2005, 19(2) :76-78)。1975 年，加拿大铝业公司开发出7010合金，相比于7050合金，由于其较低的Cu含量形成的 A12CuMg相较少，使得韧性有所提高（RobinsonJS.Influenceofretrogressionand reagingonfracturetoughnessof7010aluminumalloy.MaterialsScienceand Technology, 2003, 19:1697-1704)。1978年，美国调整主合金成分并减少了杂质相数量，继 续开发出了改良型的7150合金，主要用于制造空壳A301、波音757和麦道MD-11等型号飞 机的结构件。 80年代初，国内开始研制Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金，主要包括7075、7050、7175 等合金，用于制造各种航空结构件（甘卫平，范洪涛，许可勤等.Al-Zn-Mg-Cu系高强铝 合金研宄进展.铝加工，2003, 3:6-12)。90中期，北京航空材料研宄所使用常规半连 续铸造法成功试制出7A55合金，后又开发出强度更高的7A60合金（张勤，崔建忠，陆 贵民等.CREM7075铝合金的微观组织.材料导报，2002, 16(1) :61-63)。近年来，我国 Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金的研宄水平逐渐追上世界水平，有些研宄甚至达到了世界先进水 平，并且具备了量产的能力。 由于高强铝合金的合金元素含量高，容易在晶界富集形成高密度析出相，导致合 金开裂现象显著，断裂韧性和抗应力腐蚀性显著降低，因而应用潜力和使用寿命受到很大 制约。所以如何解决强韧性和耐蚀性的矛盾，获得高性能指标的高强铝合金是目前急需解 决的问题。提高高强铝合金综合性能的方法主要有：第一，通过合金涉及，目前主要通过调 整合金中主合金元素含量，降低杂质含量，并尝试添加新的微量元素来改善析出相分布和 晶界组织；第二，通过改进热处理工艺，选择最佳的固溶、淬火和时效的工艺参数，达到基体 沉淀相、晶界沉淀相和无析出带宽度的组织参数之间的良好匹配；第三，改善制备工艺，利 用铸造时施加电磁场或超声波等外场代替传统铸锭制备技术，并开发新型喷射成型工艺， 提高铸锭组织的质量。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金材料及其制备方 法，该合金具有较高的强度，较好的抗应力腐蚀能力和导热性能，可运用于航空航天、汽车 结构件、大型压力容器等领域。 技术方案：本专利技术的一种Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金材料中各成分的重量百分比 为：Zn:8. 5 ~9. 5wt%， Mg:1. 5 ~2.Owt%， Cu:1. 4 ~2.Owt%， Zr:0? 10 ~0? 14wt%， 余量为Al。 所述的高强铝合金材料中还加入了Ti:彡0? 05wt%、Fe:彡0? 05wt%、Si: < 0? 05wt% 和 / 或Mn: 05wt%。本专利技术的Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金材料的制备方法包括以下步骤： 1)按合金成分的重量百分比进行配料，其中八1、211、1%、(：11、21'分别是选取高纯铝、 纯锌、纯镁、铝铜中间合金、铝锆中间合金作为原料； 2)将高纯铝完全溶化后，先后加入铝铜中间合金、铝锆中间合金、纯锌、纯镁，待所 加原料充分溶解后对熔体进行搅拌；之后加入精炼剂对熔体进行精炼，消除熔体内的气体 及非金属夹杂物，使熔体净化；扒渣后加入细化剂Al-Ti-B，静置后进行浇注，制备出铸锭；3)对铸锭进行均匀化热处理； 4)铸锭去表皮后，进行合金的轧制变形处理，获得半成品； 5)将步骤4)获得的半成品进行固溶处理、时效热处理，获取高强铝合金材料。 其中： 所述的步骤2)中，熔体温度控制在750~780°C，浇注温度为710~730°C。 所述的步骤3)中，均匀化热处理为在420~460°C下的双极均匀化工艺，均匀化时 间为24~48h。 所述的步骤4)中，所述轧制变形处理包含热轧和冷轧两个步骤。热轧初始条件 为：初轧温度450°C，终轧温度320°C，铸锭保温2~3h，乳制速度为0. 4~1. 2m/s，道次分 配率由小到大；随后热轧板坯在400°C保温2h中间退火后进行冷轧，冷轧每道次压下0. 5mm 左右，终轧厚度控制在2~2. 5mm。 所述的步骤5)中，固溶处理温度为470°C，处理时间为lh，且固溶至室温水淬转移 时间为10秒。 所述的步骤5)中，所述半成品的时效热处理工艺为T77工艺。 有益效果：根据本专利技术的Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金，具有良好的强韧性和耐蚀性， 可应用于航空航天、汽车、大型压力容器等领域。【附图说明】 图1拉伸试样的尺寸规格，单位为mm。 图2铸态合金室温下抗拉强度和电导率的结果。 具体实施实例 本专利技术中的Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金的合金成分包括：Zn、Mg、Cu、Zr、Ti、Al以及 生产过程中附带的杂质Fe、Si，各合金成分的重量百分比为：Zn:8. 5~9. 5wt%，Mg:1. 5~ 2.Owt%，Cu:L4 ~2.Owt%，Zr:0? 10 ~0? 14wt%，Ti:0 ~0? 05wt%，Fe:0 ~0? 05wt%， Si:0 ~0? 05wt%，Mn:0 ~0? 05wt%，余量为Al。 实施例1 本实施例中Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金的合金成分的重量百分比为：Zn:5.lwt%， Mg：2. 7wt%,Cu：1. 9wt%,Zr：0. 09wt%,Fe：0. 12wt%,Si：0. 04wt%,Ti：0. 04wt%,Mn： 0? 02wt%，余量为A1。 在后的编号为1。 实施例2 本实施例中Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金的合金成分的重量百分比为：Zn:6. 7wt%， Mg：2. 3wt%,Cu：1. 6wt%,Zr：0. 09wt%,Fe：0. 12wt%,Si：0. 04wt本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Al‑Zn‑Mg‑Cu高强铝合金材料，其特征在于所述高强铝合金材料中各成分的重量百分比为：Zn：8.5～9.5wt％，Mg：1.5～2.0wt％，Cu：1.4～2.0wt％，Zr：0.10～0.14wt％，余量为Al。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李小朋，叶勇，王俊，余新泉，于金，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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