一种高强高韧7系铝合金厚板的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高强高韧7系铝合金厚板的制备方法，包括：将铸锭进行均匀化处理、轧制和热处理，得到高强高韧7系铝合金厚板。本发明专利技术通过调整合金成分，降低Cu含量，增加Zn/Mg，增加微量元素Zr，提高合金的强度与淬透性；增加中间道次变形量，使合金芯部发生充分的动态再结晶，组织由铸态组织改变为轧制组织；改善固溶与时效热处理制度，双级固溶制度有利于Al3Zr粒子的析出，作为形核质点，增加形核率，再结晶晶粒尺寸减少，合金在双级时效后，合金中的主要析出相主要以GP区和η'相形式存在，在三级时效后，合金中GP区逐渐演变为η'相，其合金韧性增加，韧性与强度的匹配性增加。韧性与强度的匹配性增加。

【技术实现步骤摘要】
一种高强高韧7系铝合金厚板的制备方法


[0001]本专利技术属于铝合金
，尤其涉及一种高强高韧7系铝合金厚板的制备方法。

技术介绍

[0002]7系铝合金厚板在航空航天等领域具有广泛的应用价值，一般的7系铝合金高强与高韧矛盾突出，其拉伸性能较高，大于600MPa，断裂韧性较低，低于25MPa m
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，电导率低于30％IACS，为了适应高速发展的航空航天的应用需求，开发一种高强高韧7系铝合金厚板成为本领域关注的热点。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种高强高韧7系铝合金厚板的制备方法，本专利技术提供的方法制备得到的产品具有较高的强度和韧性。
[0004]本专利技术提供了一种高强高韧7系铝合金厚板的制备方法，包括：
[0005]将铸锭进行均匀化处理、轧制和热处理，得到高强高韧7系铝合金厚板；
[0006]所述铸锭的成分为：
[0007]Si＜0.05wt％，
[0008]Fe＜0.05wt％，
[0009]Cu为1.2～2.5wt％，
[0010]Mn＜0.06wt％，
[0011]Mg为1.5～2.9wt％，
[0012]Zn为8.0～10.0wt％，
[0013]Ti＜0.05wt％，
[0014]Zr为0.04～0.22wt％，
[0015]余量为Al。
[0016]优选的，所述均匀化处理为双级均匀化处理，包括：
[0017]先在第一温度下保温第一时间后，再在第二温度下保温第二时间。
[0018]优选的，所述第一温度为400～420℃，所述第一时间为10～15h。
[0019]优选的，所述第二温度为460～480℃，所述第二时间为40～45h。
[0020]优选的，所述轧制的方法包括：
[0021]开始5道次采用弱变形工艺，道次变形量＜20mm；
[0022]中间5道次采用强变形工艺，道次变形量为40～50mm；
[0023]最后3道次采用弱变形工艺，道次变形量＜15mm。
[0024]优选的，所述热处理的方法包括：
[0025]先进行固溶处理，再进行时效处理。
[0026]优选的，所述固溶处理为双级固溶处理，所述固溶处理包括：
[0027]先在第三温度下保温第三时间后，再在第四温度下保温第四时间。
[0028]优选的，所述第三温度为430～470℃，所述第三时间为1～3h；
[0029]所述第四时间为460～480℃，所述第四时间为1～3h。
[0030]优选的，所述时效处理为三级时效处理，所述时效处理包括：
[0031]现在第五温度下保温第五时间，再在第六温度下保温第六时间，最后在第七温度下保温第七时间。
[0032]优选的，所述第五温度为115～125℃，所述第五时间为20～30h；
[0033]所述第六温度为170～180℃，所述第六时间为80～120min；
[0034]所述第七温度为115～125℃，所述第七时间为20～30h。
[0035]本专利技术通过调整合金成分，降低Cu含量，增加Zn/Mg，增加微量元素Zr，提高合金的强度与淬透性；增加中间道次变形量，使合金芯部发生充分的动态再结晶，组织由铸态组织改变为轧制组织；改善固溶与时效热处理制度，双级固溶制度有利于Al3Zr粒子的析出，作为形核质点，增加形核率，再结晶晶粒尺寸减少，合金在双级时效后，合金中的主要析出相主要以GP区和η'相形式存在，在三级时效后，合金中GP区逐渐演变为η'相，其合金韧性增加，韧性与强度的匹配性增加。本专利技术通过调整合金成分，均匀化工艺，轧制工艺，固溶制度和时效制度，开发一种高强、高韧性铝合金厚板，强度可以达到630MPa，断裂韧性可以达到28MPa m
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，厚度达到80mm。
具体实施方式
[0036]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]本专利技术提供了一种高强高韧7系铝合金厚板的制备方法，包括：
[0038]将铸锭进行均匀化处理、轧制和热处理，得到高强高韧7系铝合金厚板。
[0039]在本专利技术中，所述铸锭的成分优选为：
[0040]Si＜0.05wt％，
[0041]Fe＜0.05wt％，
[0042]Cu为1.2～2.5wt％，
[0043]Mn＜0.06wt％，
[0044]Mg为1.5～2.9wt％，
[0045]Zn为8.0～10.0wt％，
[0046]Ti＜0.05wt％，
[0047]Zr为0.04～0.22wt％，
[0048]余量为Al。
[0049]在本本专利技术中，所述硅的质量含量优选为0.02～0.05％；所述Fe的质量含量优选为0.02～0.05％；所述Cu的质量含量优选为1.5～2.0％，更优选为1.6～1.9％，最优选为1.7～1.8％；所述Mn的质量含量优选为0.02～0.06％；所述Mg的质量含量优选为1.7～2.8％，更优选为1.9～2.6％，更优选为2.2～2.4％，最优选为2.3％；所述Zn的质量含量优选为8.5～9.5％，更优选为8.8～9.2％，最优选为9.0％；所述Ti的质量含量优选为0.02～
0.05％；所述Zr的质量含量优选为0.05～0.20％，更优选为0.10～0.15％，最优选为0.12～0.13％。
[0050]在本专利技术中，所述铸锭的制备方法优选包括：
[0051]将合金原料熔炼后铸造，得到铸锭。
[0052]在本专利技术中，所述合金原料的配料成分与上述技术方案所述铸锭的成分一致；所述合金原料优选包括：Al99.90％及以上品位原铝锭、中间合金、纯金属，Al
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Zr和Al
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Ti合金杆。
[0053]在本专利技术中，所述熔炼过程中优选Zn锭、Cu板、Mg锭和Al
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Zr、Al
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Ti、Al
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3Be等中间合金不随炉加入；当炉料熔化有一层液体金属时均匀加入Cu板、Zn锭，严禁露出液面或紧贴炉底；金属温度升至740～760℃时，加入Al
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Zr中间合金、Mg锭，用叉车搅拌均匀；加入Al
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Zr中间合金后保温时间≥20min。
[0054]在本专利技术中，所述熔炼过程中优选熔体由熔炼炉向静置炉转流前，彻底搅拌二次，转炉时熔体温度控制在740～760℃，在转炉流槽均匀加入0.23～0.28kg/t的Al
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3Be中间合金。
[0055]在本专利技术中，所述熔炼过程中优选熔炼炉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强高韧7系铝合金厚板的制备方法，包括：将铸锭进行均匀化处理、轧制和热处理，得到高强高韧7系铝合金厚板；所述铸锭的成分为：Si＜0.05wt％，Fe＜0.05wt％，Cu为1.2～2.5wt％，Mn＜0.06wt％，Mg为1.5～2.9wt％，Zn为8.0～10.0wt％，Ti＜0.05wt％，Zr为0.04～0.22wt％，余量为Al。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述均匀化处理为双级均匀化处理，包括：先在第一温度下保温第一时间后，再在第二温度下保温第二时间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一温度为400～420℃，所述第一时间为10～15h。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二温度为460～480℃，所述第二时间为40～45h。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轧制的方法包括：开始5道次采用弱变形工艺，道次变形量＜20mm；中间5道次采用强变形工艺，道次变形量为40～50mm；最...

【专利技术属性】
技术研发人员：董浩，周华，
申请(专利权)人：西南铝业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：