一种高强耐蚀铝锂合金板材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及金属材料工程技术领域，具体涉及一种高强耐蚀铝锂合金板材及其制备方法，其组成成分及重量百分比为：Li为1.0

【技术实现步骤摘要】
一种高强耐蚀铝锂合金板材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属材料工程
，具体涉及一种高强耐蚀铝锂合金板材及其制备方法。

技术介绍

[0002]Al
‑
Li合金是可热处理强化的合金，具有密度小、加工性能好及焊接性能优良等特点，是航空航天、船舶、鱼雷、赛车等领域中最重要的轻质结构材料之一。但这种合金制品在服役的过程中，往往由于应力腐蚀开裂(SCC)导致其失效，且SCC敏感性与强度之间矛盾至今仍然是铝锂合金产业化应用的重大困扰。
[0003]为了解决这个问题，国内外学者在合金成分上进行了优化设计，如合理选择主要合金成分的配比以及引入微量合金元素与降低杂质元素含量等。
[0004]另外，对合金的热处理工艺进行优化也是国内外学者研究的方向，如飞机上用量最多的超硬铝合金之一的7150铝合金，通过热处理工艺优化，可以使合金在60℃下，4mol/L的NaCl溶液中的应力腐蚀裂纹萌生时间发生显著改变，具体如下表1：
[0005]7150铝合金在60℃下，4mol/L的NaCl溶液中的应力腐蚀裂纹萌生时间
[0006]热处理工艺裂纹萌生时间小于T66hT7727hT76125hT76+T6143h
[0007]总之，合金成分优化及热处理工艺优化在铝合金提高抗应力腐蚀水平上取得了一些进展。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种高强耐蚀铝锂合金板材及其制备方法。
[0009]本专利技术所述的一种高强耐蚀铝锂合金板材，其组成成分及重量百分比为：Li为1.0
‑
1.6％，Cu为3.9
‑
5.2％，Mg为0.4
‑
0.7％，Ag为0.3
‑
0.6％，Cr为0.1
‑
0.3％，Mn为0.15
‑
0.4％，Ti为0.1
‑
0.3％，余量为Al及杂质，且所述杂质的总含量不超过0.08％，单个杂质的含量不超过0.04％。
[0010]本专利技术的高强耐腐蚀铝锂合金板材中，常见的杂质为Fe、Si等物质。
[0011]本专利技术所述的一种高强耐蚀铝锂合金板材的制备方法，采用如下步骤：
[0012]S10：将铝、银、铜源、铬源、锰源与钛源按配比依次加入真空熔炼炉中熔炼，完全熔化后经除气处理，再加入镁、锂，完全熔化后再次除气处理得到熔融合金，静置0.5
‑
1小时；
[0013]S20：将步骤S10中静置后的熔融合金真空或氩气保护下，浇铸得到铸锭A；
[0014]S30：将步骤S20中得到铸锭A，进行两级均匀化处理；
[0015]S40：切除步骤S30中得到的铸锭A的头部，并对铸锭A的表面进行铣面加工3
‑
5mm后得到铸锭B；
[0016]S50：将步骤S40中得到的铸锭B进行热轧、中间退火与冷轧处理得到合金A；
[0017]S60：将步骤S50中得到的合金A进行双级固溶处理后，再淬火得到合金B；
[0018]S70：将步骤S60得到的合金B，进行时效处理。
[0019]进一步地，所述铝为铝含量99.85％的高纯铝；所述锂为低钠高纯锂；所述镁为工业高纯镁；所述银为工业纯银；所述铜源为铜含量50％的铝铜中间合金，且铝铜中间合金中杂质总含量低于0.12％；所述铬源为铬含量5％的铝铬中间合金；所述锰源为锰含量10％的铝锰中间合金；所述钛源为钛含量3％的铝钛中间合金。
[0020]本专利技术中，采用中间合金可以显著降低熔炼温度，缩短熔炼时间，如铜熔点太高，但铝铜中间合金的熔点略低于纯铝，使用铝铜中间合金有利于缩短熔炼时间，同时还可使铜在铝中分布更加均匀。
[0021]进一步地，所述熔炼温度为760
‑
780℃，所述浇铸温度为700
‑
730℃。
[0022]进一步地，步骤S50中，热轧的总变形率不低于80％，热轧前进行预热，预热的工艺为在440
‑
460℃下保温5
‑
10小时，中间退火的工艺为在440
‑
460℃下保温3
‑
6小时，冷轧总变形率不低于50％。
[0023]进一步地，步骤S10中，除气处理中通入的气体为氩气。
[0024]进一步地，步骤S30中，两级均匀化处理中的一级均匀化处理的工艺为在470
±
5℃下保温10
‑
15小时，二级均匀化处理的工艺为在490
±
5℃下保温15
‑
25小时；双级固溶处理为将经热轧、中间退火与冷轧处理后的合金在280
±
3℃下保温2
‑
3小时进行第一级固溶处理，然后在500
±
3℃下保温1
‑
1.5小时进行第二级固溶处理。
[0025]进一步地，步骤S70中，时效处理选自T6峰值时效、T8峰值时效或T77时效中的一种；其中，T6时效的工艺为在120
±
1℃下保温16
‑
24小时，空冷，T8时效的工艺为预轧制6％或预拉伸3％后在120
±
1℃下保温16
‑
24小时，空冷，T77时效的工艺为依次经过120
±
1℃下保温16
‑
24小时，空冷、200
±
1℃下保温1
‑
2小时，水冷、120
±
1℃下保温16
‑
24小时，空冷。
[0026]更进一步地，步骤S70中，时效处理为T77时效。
[0027]本专利技术中，步骤S60中，淬火为在室温水中淬火。
[0028]本专利技术中，步骤S60中，两级固溶处理在盐浴炉或惰性气体保护炉中进行。采用盐浴炉操作，合金在出炉时表面粘附一层盐膜，能有效防止合金被氧化，惰性气体保护炉也能有效防止合金被氧化。
[0029]本专利技术中，步骤S10中，除气处理主要是为了除去氢气。
[0030]本专利技术中，步骤S30中，二级均匀化处理时，一级均匀化处理时温度较低，此温度既可以防止铸锭凝固时非平衡结晶而导致局部严重偏析，而不至于发生过烧现象，同时还有利于含Cr、Mn、Ti析出物在铸锭中二次均匀析出；二级均匀化处理温度较高更有利于提高铸锭组成成分分布的均匀性，提升均匀化处理的效果。
[0031]本专利技术中，步骤S60中，二级固溶处理时，第一级低温固溶处理是让冷轧态合金充分回复，释放能量，从而在第二级高温固溶处理时合金基体很难再结晶软化，有利于合金基体保持较高的强度，第二级高温固溶处理是为了获得尽可能高的过饱和度。采用两级固溶处理有利于保持基体强度的同时有利于后续时效强化处理提供有利条件，从而进一步提高
合金的强度。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强耐蚀铝锂合金板材及其制备方法，其特征在于：其组成成分及重量百分比为：Li为1.0
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1.6％，Cu为3.9
‑
5.2％，Mg为0.4
‑
0.7％，Ag为0.3
‑
0.6％，Cr为0.1
‑
0.3％，Mn为0.15
‑
0.4％，Ti为0.1
‑
0.3％，余量为Al及杂质，且所述杂质的总含量不超过0.08％，单个杂质的含量不超过0.04％。2.一种高强耐蚀铝锂合金板材的制备方法，其特征在于：采用如下步骤：S10：将铝、银、铜源、铬源、锰源与钛源按配比依次加入真空熔炼炉中熔炼，完全熔化后经除气处理，再加入镁、锂，完全熔化后再次除气处理得到熔融合金，静置0.5
‑
1小时；S20：将步骤S10中静置后的熔融合金真空或氩气保护下，浇铸得到铸锭A；S30：将步骤S20中得到铸锭A，进行两级均匀化处理；S40：切除步骤S30中得到的铸锭A的头部，并对铸锭A的表面进行铣面加工3
‑
5mm后得到铸锭B；S50：将步骤S40中得到的铸锭B进行热轧、中间退火与冷轧处理得到合金A；S60：将步骤S50中得到的合金A进行双级固溶处理后，再淬火得到合金B；S70：将步骤S60得到的合金B，进行时效处理。3.根据权利要求2所述的一种高强耐蚀铝锂合金板材的制备方法，其特征在于：所述铝为铝含量99.85％的高纯铝；所述锂为低钠高纯锂；所述镁为工业高纯镁；所述银为工业纯银；所述铜源为铜含量50％的铝铜中间合金，且铝铜中间合金中杂质总含量低于0.12％；所述铬源为铬含量5％的铝铬中间合金；所述锰源为锰含量10％的铝锰中间合金；所述钛源为钛含量3％的铝钛中间合金。4.根据权利要求2所述的一种高强耐蚀铝锂合金板材的制备方法，其特征在于：所述熔炼温度为760
‑
780℃，所述浇铸温度为700
‑
730℃。5.根据权利要求2所述的一种高强耐蚀铝锂合金板材的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢石华，谢刘莉，刘瑞宇，
申请(专利权)人：江苏华企铝业科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：