一种航空航天用超强高韧耐蚀铝合金挤压材的制备方法技术

一种航空航天用超强高韧耐蚀铝合金挤压材的制备方法，本发明专利技术涉及航空航天用铝合金挤压材的制备方法材领域。本发明专利技术要解决现有方法制备的铝合金挤压材无法同时具有高抗拉强度、高韧性和耐腐蚀性能的技术问题。方法：称取原料熔炼，铸造，均匀化退火，热挤压，固溶淬火，矫直，时效制造。本发明专利技术通过合金成分优化、铸锭质量控制，多级均匀化处理技术、挤压成型技术、强韧化热处理的双级淬火及双级时效技术，生产出了超强高韧耐蚀铝合金挤压材，通过控制张力矫直量达到既有效消减挤压材残余应力又提高挤压材的断裂韧性。本发明专利技术制备的铝合金挤压材应用于航空航天领域。用于航空航天领域。用于航空航天领域。

【技术实现步骤摘要】
一种航空航天用超强高韧耐蚀铝合金挤压材的制备方法


[0001]本专利技术涉及航空航天用铝合金挤压材的制备方法材领域。

技术介绍

[0002]随着我国航空航天事业的迅猛发展，对基础材料提出了更加苛刻的要求。在要求挤压挤压材截面尺寸增大，定尺长度加长的同时，要求挤压挤压材性能具有更高强韧性匹配。需要研制出抗拉强度≥650MPa，屈服强度≥610MPa，压缩屈服强度≥620MPa，延伸率≥8％，断裂韧性≥33KIC/MPa
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，电导率≥37％IACS的高综合指标的截面积≥50cm2，长度≥12m 的挤压材，并形成稳定化的生产工艺，现有铝合金挤压材的抗拉强度、韧性和耐腐蚀性很难兼顾，若抗拉强度高，则韧性和耐腐蚀性能相对较差，而若韧性和耐腐蚀性能优异，则抗拉强度低。
[0003]7000系铝合金是典型的沉淀强化合金，是航空工业的主要结构材料之一。7000系铝合金T6峰时效处理后，晶内沉淀相为析出细小的GP区和η
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相，得到最大强化效果。然而，达到峰值后，合金晶内析出细小的半共格弥散相，晶界分布着较粗大的连续链状质点，这种晶界组织对应力腐蚀和剥落腐蚀十分敏感，在实际应用中很难发挥其综合性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决现有方法制备的铝合金挤压材无法同时具有高抗拉强度、高韧性和耐腐蚀性能的技术问题，而提供一种航空航天用超强高韧耐蚀铝合金挤压材的制备方法。
[0005]一种航空航天用超强高韧耐蚀铝合金挤压材的制备方法，具体按以下步骤进行：
[0006]一、按照元素质量百分含量为Cu：1.8％～2.2％、Mg：1.8％～2.6％、Zn：8.2％～9.2％、 Zr：0.10％～0.13％、Cr：0.02％～0.04％、Ti：0.01％～0.04％和余量为Al的比例称取铝锭、阴极铜、原生镁锭、锌锭、铝锆合金锭、铝铬中间合金锭和铝钛丝作为原料，然后将原料放入熔炼炉中熔炼，得到铝合金熔液；
[0007]二、将步骤一得到的铝合金熔液采用半连续铸造工艺铸造成铝合金圆铸锭；
[0008]三、在室温条件下除去步骤二铸造的铝合金圆铸锭的氧化皮；
[0009]四、将步骤三处理后的铝合金圆铸锭在温度为420℃～440℃的条件下，保温12h，然后升温至470℃的条件下保温60h，出炉后自然冷却至室温，得到退火后的圆铸锭；
[0010]五、将退火后的圆铸锭放入感应加热炉中，加热到420℃～440℃，然后采用挤压机进行热挤压，得到铝合金挤压材；
[0011]六、将步骤五获得的铝合金挤压材放入电阻加热炉中进行固溶处理，固溶工艺为：在温度为450～460℃条件下保温2h，再升温至470℃保温2～6h，然后进行淬火处理，出炉水冷至室温；
[0012]七、将步骤六处理后的铝合金挤压材进行张力矫直，然后进行辊式矫直；
[0013]八、在室温条件下，将步骤七辊式矫直后的铝合金挤压材放入电阻加热炉中加热至温度为115℃～121℃，保温处理4h～7h，然后升温至154℃～161℃，保温处理6h～9h，得
到过时效处理的挤压材，即为一种航空航天用超强高韧耐蚀铝合金挤压材。
[0014]本专利技术的有益效果是：
[0015]本专利技术通过合金成分优化、铸造质量控制，张力矫直量控制和双级时效，生产出了同时具有抗拉强度高和耐腐性性能优异的铝合金挤压材，并在挤压材淬火后需进行张力拉伸时，将挤压材的拉伸量控制在0.5％～2.0％，既可有效控制残余应力，又可以提高挤压材最终态产品的断裂韧性。本专利技术制造的挤压材，根据GB/T 228测试，纵向抗拉强度 659
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668N/mm2，规定非比例延伸强度632
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642N/mm2，断后伸长率11.1
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13.2％，抗压屈服强度639
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651MPa；根据GB/T 4161测试挤压材的断裂韧性为34.65～35.96MPa
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，根据 GB/T 12966
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2008测试电导率37.42～37.75％IACS，根据HB 5455测试剥落腐蚀不低于EB 级。
[0016]本专利技术制备的铝合金挤压材应用于航空航天领域。
附图说明
[0017]图1为实施例二步骤二制备的铝合金圆铸锭的金相照片(低倍)；
[0018]图2为实施例二步骤二制备的铝合金圆铸锭的金相照片(高倍)；
[0019]图3为实施例二步骤四得到的退火后的圆铸锭的SEM照片；
[0020]图4为实施例二步骤四得到的退火后的圆铸锭的TEM照片；
[0021]图5为实施例二步骤五制备的铝合金挤压材壁厚上部的低倍金相组织照片；
[0022]图6为实施例二步骤五制备的铝合金挤压材壁厚上部的高倍金相组织照片；
[0023]图7为实施例二步骤五制备的铝合金挤压材壁厚中部的低倍金相组织照片；
[0024]图8为实施例二步骤五制备的铝合金挤压材壁厚中部的高倍金相组织照片；
[0025]图9为实施例二步骤五制备的铝合金挤压材壁厚下部的低倍金相组织照片；
[0026]图10为实施例二步骤五制备的铝合金挤压材壁厚下部的高倍金相组织照片；
[0027]图11为实施例二步骤六双级固溶处理后铝合金挤压材的EBSD照片；
[0028]图12为实施例二步骤六双级固溶处理后铝合金挤压材的EBSD组织统计分析图；
[0029]图13为实施例二步骤六双级固溶处理后铝合金挤压材的金相照片；
[0030]图14为实施例二步骤六双级固溶处理后铝合金挤压材的SEM照片；
[0031]图15为实施例二步骤六双级固溶处理后的铝合金挤压材的TEM照片(高倍)；
[0032]图16为实施例二步骤六双级固溶处理后的铝合金挤压材的TEM照片(低倍)；
[0033]图17为现有工艺制备的T6态铝合金挤压材的高倍组织照片；
[0034]图18为现有工艺制备的T6态铝合金挤压材的低倍组织照片；
[0035]图19为实施例二制备的航空航天用超强高韧耐蚀铝合金挤压材的高倍组织照片；
[0036]图20为实施例二制备的航空航天用超强高韧耐蚀铝合金挤压材的低倍组织照片。
具体实施方式
[0037]本专利技术技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
[0038]具体实施方式一：本实施方式一种航空航天用超强高韧耐蚀铝合金挤压材的制备方法，具体按以下步骤进行：
[0039]一、按照元素质量百分含量为Cu：1.8％～2.2％、Mg：1.8％～2.6％、Zn：8.2％～
9.2％、 Zr：0.10％～0.13％、Cr：0.02％～0.04％、Ti：0.01％～0.04％和余量为Al的比例称取铝锭、阴极铜、原生镁锭、锌锭、铝锆合金锭、铝铬中间合金锭和铝钛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空航天用超强高韧耐蚀铝合金挤压材的制备方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：一、按照元素质量百分含量为Cu：1.8％～2.2％、Mg：1.8％～2.6％、Zn：8.2％～9.2％、Zr：0.10％～0.13％、Cr：0.02％～0.04％、Ti：0.01％～0.04％和余量为Al的比例称取铝锭、阴极铜、原生镁锭、锌锭、铝锆合金锭、铝铬中间合金锭和铝钛丝作为原料，然后将原料放入熔炼炉中熔炼，得到铝合金熔液；二、将步骤一得到的铝合金熔液采用半连续铸造工艺铸造成铝合金圆铸锭；三、在室温条件下除去步骤二铸造的铝合金圆铸锭的氧化皮；四、将步骤三处理后的铝合金圆铸锭在温度为420℃～440℃的条件下，保温12h，然后升温至470℃的条件下保温60h，出炉后自然冷却至室温，得到退火后的圆铸锭；五、将退火后的圆铸锭放入感应加热炉中，加热到420℃～440℃，然后采用挤压机进行热挤压，得到铝合金挤压材；六、将步骤五获得的铝合金挤压材放入电阻加热炉中进行固溶处理，固溶工艺为：在温度为450～460℃条件下保温2h，再升温至470℃保温2～6h，然后进行淬火处理，出炉水冷至室温；七、将步骤六处理后的铝合金挤压材进行张力矫直，然后进行辊式矫直；八、在室温条件下，将步骤七辊式矫直后的铝合金挤压材放入电阻加热炉中加热至温度为115℃～121℃，保温处理4h～7h，然后升温至154℃～161℃，保温处理6h～9h，得到过时效处理的挤压材，即为一种航空航天用超强高韧耐蚀铝合金挤压材。2.根据权利要求1所述的一种航空航天用超强高韧耐蚀铝合金挤压材的制备方法，其特征在于步骤一中按照元素质量百分含量为Cu：2.0％、Mg：2.0％、Zn：8.4％、Zr：0.12％、Cr：0.02％、Ti：...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕丹，吕新宇，丛福官，张祥斌，吴沂哲，刘洪雷，王英君，孙黎明，鲁月，韩明明，王嘉君，
申请(专利权)人：东北轻合金有限责任公司，
类型：发明
国别省市：