一种7B52叠层铝合金板材的热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种7B52叠层铝合金板材的热处理方法，包括7A62合金层、7A52合金层和7A01合金层，其特征在于：对固溶处理后的7B52叠层铝合金进行时效处理，所述时效处理为三级时效处理；第一级时效处理工艺为：将炉温升至115～150℃，将板材放入炉内，待板材升温到115℃～130℃后保温12h～18h；第二级时效处理工艺为：继续将炉温升至200～250℃，待板材升温到200～250℃后保温8min～10min，快速室温水淬；本发明专利技术通过对7B52叠层铝合金热轧板材进行固溶处理和三级时效处理，较现用7B52

【技术实现步骤摘要】
一种7B52叠层铝合金板材的热处理方法


[0001]本专利技术属于铝合金的热处理
，具体涉及一种7B52叠层铝合金板材的热处理方法。

技术介绍

[0002]随着现代装备技术的提升，军用特种车辆除了对铝合金高防护性能需求外，对耐蚀性能提升的渴望日益迫切。7B52叠层铝合金是中国兵器工业第五二研究所自主研发的防护性能最高的铝合金材料，目前已在兵器和航天领域多个型号特种车辆上得到验证与应用，2019年列入国家军用标准GJB 9614
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2019。截止2022年1月列入我国国家军用标准的铝合金材料仅有7A52(GJB 1540
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92、GJB 1540A
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2021)和7B52(GJB 9614
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2019)，且该两种材料的使用热处理状态均为T6态。7B52
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T6具有比7A52
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T6更高的比强度、抗高速冲击性能、焊接性及耐蚀性且减重率实现15％以上，俨然7B52
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T6已是我国铝合金特种车辆行业领域的新宠。但随着7B52叠层铝合金应用装备的拓展，从兵器领域特种车辆到船舶领域舰船的需求应用，服役环境从内陆到远洋，现有7B52
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T6状态的防高速冲击板材在复杂环境的耐蚀性仍需提升，急需探索和研发7B52新的组织形态，在最大限度保留7B52
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T6叠层铝合金的强度和防护性能的同时最大程度提升耐腐蚀性能，尤其抗应力腐蚀性能，以满足高防护两栖装备及航母舰船的应用需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种力学性能、防护性能和耐蚀性能优异的7B52叠层铝合金板材的热处理方法。
[0004]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种7B52叠层铝合金板材的热处理方法，包括7A62合金层、7A52合金层和7A01合金层，其特征在于：对固溶处理后的7B52叠层铝合金进行时效处理，所述时效处理为三级时效处理；
[0005]第一级时效处理工艺为：将炉温升至115～150℃，将板材放入炉内，待板材升温到115℃～130℃后保温12h～18h；
[0006]第二级时效处理工艺为：继续将炉温升至200～250℃，待板材升温到200～250℃后保温8min～10min，快速室温水淬；
[0007]第三级时效处理工艺为：淬火后板材转移至炉温为115～150℃的炉内，且第三级时效与第二级时效处理中的淬火之间的间隔时间不超过2h，待板材升温到115℃～130℃后保温12h～18h，出炉后室温空冷，得到时效后的7B52叠层铝合金板材。
[0008]7B52叠层铝合金是由7A62(Al
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Zn
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Mg
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(Cu)系)、7A01(Al
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Zn系)和7A52(Al
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Zn
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Mg系)三种时效强化型铝合金叠层轧制复合而成界面呈冶金结合的层状材料，具有成分和组织梯度特征。
[0009]因7A62和7A52同属η＇和T＇强化型合金，7A62和7A52的时效强化复合作用以纳米级的亚稳态η＇、T＇及稳态η
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MgZn和T
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Al(MgZnMn)为主。
[0010]固溶处理的目的：将7A62和7A52中主强化元素Zn和Mg充分回溶到合金基体中形成过饱和固溶体，同时防止基体晶粒粗化。
[0011]第一级时效处理工艺的目的：7A62合金晶内沉淀析出3～4nm与基体呈现一定共格关系的亚稳态强化相η＇、T＇及少量GP(Ⅱ)区，析出20～100nm与基体非共格关系的稳态相η
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MgZn和T
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Al(MgZnMn)；晶界析出5～20nm与基体半共格和非共格的连续析出相η＇和η
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MgZn；7A62析出相含量分别是质量分数(同下)为5.73％～7.38％的η＇粒子、3.07％～3.83％的T＇粒子、2.15％～3.13％的η
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MgZn粒子和1.35％～2.89％的T
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Al(MgZnMn)粒子，获得合金所需的硬度和强度。
[0012]第二级时效处理工艺的目的：为高温回归处理，板材在200～250℃保温后淬火，最大限度回溶晶内与基体共格或半共格的亚稳强化相，晶界处连续分布的半共格亚稳态相η＇回溶而非共格的稳态相η
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MgZn和T
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Al(MgZnMn)聚集长大呈现孤岛状不连续分布，晶界处析出相尺度10～30nm；此时7A62强化相演变成1.33％～1.49％的η＇粒子、3.02％～3.81％的η粒子和1.35％～2.87％的T粒子。
[0013]第三级时效处理工艺的目的：晶内再次析出了2～4nm共格的亚稳态强化相η＇和T＇及20～100nm与基体非共格关系的稳态相η
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MgZn和T
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Al(MgZnMn)，晶界处析出相呈现出与回归后相似的孤岛状分布的10～30nm非共格析出相η
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MgZn和T
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Al(MgZnMn)；此时，7A62析出相中含有6.79％～9.17％的η＇粒子、1.66％～1.79％的T＇粒子、3.02％～3.81％的η
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MgZn粒子和1.35％～2.87％的T
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Al(MgZnMn)粒子，获得合金所需的硬度和强度。第三级时效处理后亚稳态与稳态强化相的析出总量和晶界析出相的尺寸比第一级时效略有增大，尤其晶界析出相形貌变化显著，含Mn元素的晶界析出相T
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Al(MgZnMn)耐蚀性更优。
[0014]作为优选，所述固溶处理工艺为：将加热炉升温至450～500℃，将热轧板材放入加热炉中，待热轧板材升温到470～485℃后保温1h～1.5h，出炉后快速室温水淬，淬火温度低于60℃，淬火与第一级时效处理间隔时间不超过2h。
[0015]以消除第二级高温时效淬火残余应力，作为优选，所述第二级时效与第三级时效处理之间增加预拉伸处理，预拉伸处理工艺为：将淬火后的板材沿轧制方向矫直拉伸1.0％～1.7％。
[0016]作为优选，时效后的7B52叠层铝合金板材在晶内析出亚稳态强化相和稳态强化相，晶界处析出呈孤岛状分布的稳态强化相，所述亚稳态强化相以η＇、T＇为主，所述稳态强化相以η
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MgZn和T
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Al(MgZnMn)为主。
[0017]作为优选，所述7A62合金的微观组织中，η＇的质量含量为6.79％～9.17％、T＇的质量含量为1.66％～1.79％、η
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MgZn的质量含量为3.02％～3.81％、T
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Al(MgZnMn)的质量含量为1.35％～2.87％。
[0018]作为优选，所述晶内析出的亚稳态强化相的尺寸为2～4nm，稳态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种7B52叠层铝合金板材的热处理方法，包括7A62合金层、7A52合金层和7A01合金层，其特征在于：对固溶处理后的7B52叠层铝合金进行时效处理，所述时效处理为三级时效处理；第一级时效处理工艺为：将炉温升至115～150℃，将板材放入炉内，待板材升温到115℃～130℃后保温12h～18h；第二级时效处理工艺为：继续将炉温升至200～250℃，待板材升温到200～250℃后保温8min～10min，快速室温水淬；第三级时效处理工艺为：淬火后板材转移至炉温为115～150℃的炉内，且第三级时效与第二级时效处理中的淬火之间的间隔时间不超过2h，待板材升温到115℃～130℃后保温12h～18h，出炉后室温空冷，得到时效后的7B52叠层铝合金板材。2.根据权利要求1所述的7B52叠层铝合金板材的热处理方法，其特征在于：所述固溶处理工艺为：将加热炉升温至450～500℃，将热轧板材放入加热炉中，待热轧板材升温到470～485℃后保温1h～1.5h，出炉后快速室温水淬，淬火温度低于60℃，淬火与第一级时效处理间隔时间不超过2h。3.根据权利要求1所述的7B52叠层铝合金板材的热处理方法，其特征在于：所述第二级时效与第三级时效处理之间增加预拉伸处理，预拉伸处理工艺为：将淬火后的板材沿轧制方向矫直拉伸1.0％～1.7％。4.根据权利要求1所述的7B52叠层铝合金板材的热处理方法，其特征在于：时效后的7B52叠层铝合金板材在晶内析出亚稳态强...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎玉婧，周古昕，王生，杜秀征，毛华，李金宝，潘艳林，韩峰，朱新杰，蔡虹，
申请(专利权)人：中国兵器科学研究院宁波分院，
类型：发明
国别省市：