一种高强高断裂韧性铝合金棒材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强高断裂韧性铝合金棒材及其制备方法，该棒材包含以下成分及质量百分比：锌Zn为1wt％～5wt％，镁Mg为2wt％～5wt％，钪Sc为0.3～1wt％，其他杂质元素的总质量百分比≤0.1％，余量为铝Al。具体制备方法如下：(1)将铝锭加热至熔化成铝液，加入镁锭、锌锭和铝钪中间合金；(2)升温至730～740℃进行充分搅拌、静置后，在720～730℃进行精炼除气、除渣和保温静置后，在700～710℃下浇铸成铝合金铸锭；(3)将铝合金铸锭进行热挤压及后续热处理，形成高强高断裂韧性铝合金棒材。与现有技术相比，本发明专利技术制备的铝锌镁钪棒材具有高强度，抗拉强度达495MPa，屈服强度达415MPa，延伸率大于10％，平面应变断裂韧度高达55MPa·m

A high strength and high fracture toughness aluminum alloy bar and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高强高断裂韧性铝合金棒材及其制备方法
本专利技术属于铝合金结构材料制造
，具体涉及一种含钪的铝锌镁系合金棒材及其制备方法。
技术介绍
铝锌镁系(7xxx系)合金作为一种热处理强化型超高强铝合金，具有强度大、密度小以及热加工性能良好的特性，广泛应用于航空航天领域。但航空航天技术的发展对金属结构材料的要求日益增强，不仅需要满足强度要求，更要满足断裂韧性等重要应用指标。目前，常用7xxx系铝合金的平面应变断裂韧性在20-40MPa·m1/2，在提高铝锌镁系合金强度的同时提升断裂韧性在7xxx系合金开发中具有重要意义。钪元素作为铝合金中最有效的微合金化元素，可有效提高7xxx系铝合金的综合性能，钪的添加是提升该系合金断裂韧性的一种可行方法。通常，断裂韧性的内在影响因素包括晶粒组织的大小、再结晶程度及第二相的析出位置形貌等。细小晶粒有助于提高断裂韧性，且相对于亚晶及再结晶组织而言，未再结晶纤维组织的断裂韧性更高。此外，减少粗大脆性相以及晶界第二相的形成也是提升断裂韧性的重要方式。添加微量的钪元素不仅能够显著细化晶粒，形成弥散细小的Al3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强高断裂韧性铝合金棒材，其特征在于，该棒材包含以下成分及质量百分比：锌Zn为1wt％～5wt％，镁Mg为2wt％～5wt％，钪Sc为0.3～1wt％，其他杂质元素的总质量百分比≤0.1％，余量为铝Al。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强高断裂韧性铝合金棒材，其特征在于，该棒材包含以下成分及质量百分比：锌Zn为1wt％～5wt％，镁Mg为2wt％～5wt％，钪Sc为0.3～1wt％，其他杂质元素的总质量百分比≤0.1％，余量为铝Al。


2.根据权利要求1所述的高强高断裂韧性铝合金棒材，其特征在于，Sc的含量≧0.35wt％。


3.根据权利要求1所述的高强高断裂韧性铝合金棒材，其特征在于，Mg的含量≤5wt％，Zn的含量≤5wt％，Zn与Mg的质量比为5:2，Zn与Mg的总量为7wt％。


4.一种如权利要求1-3中任一所述的高强高断裂韧性铝合金棒材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将铝锭加热至熔化成铝液，加入锌锭、铝钪中间合金和镁锭；
(2)升温至730～740℃进行充分搅拌、静置后，在720～730℃进行精炼除气、除渣和保温静置后，在700～710℃下浇铸成铝合金铸锭；
(3)将铝合金铸锭进行热挤压及热处理，形成高强高断裂韧性铝合金棒材。


5.根据权利要求4所述的一种高强高断裂韧性铝合金棒材的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的铝锭纯度不低于99.9％，所述锌锭的纯度不低于99.5％；...

【专利技术属性】
技术研发人员：应韬，汤晓漪，李德江，曾小勤，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31