一种提升AlCuMgAg系耐热铝合金性能的新工艺制造技术

本方案属于金属材料技术领域，具体涉及一种提升AlCuMgAg系耐热铝合金性能的新工艺。包括如下步骤：步骤一：将AlCuMgAg系合金进行固溶处理，步骤二：将固溶处理后的AlCuMgAg系合金在100

【技术实现步骤摘要】
一种提升AlCuMgAg系耐热铝合金性能的新工艺


[0001]本方案属于金属材料
，具体涉及一种提升AlCuMgAg系耐热铝合金性能的新工艺。

技术介绍

[0002]耐热铝合金主要是指在150℃以上长时或者短时稳定使用的材料，具有密度低、成本低、综合力学性能优异等特点。其中，AlCuMg系合金，通过添加Ag元素形成Ω相(Al2Cu)，可使得使用温度范围实现进一步的提高。
[0003]AlCuMgAg系耐热铝合金的常规热处理方式为T6即固溶处理+人工时效处理，然而，合金元素的设计对析出相的影响十分大，导致成分的微小波动都会引起性能较大的变化，究其原因是析出过程中，θ'相与Ω相呈竞争关系。因此，如何突破传统热处理方式提升AlCuMgAg合金的室温性能和耐热性能十分重要。
[0004]申请号为CN200910312318.2的专利公开了一种AlCuMgAg系超细晶耐热铝合金的制备方法，包括以下步骤：热挤压
‑
固溶淬火
‑
等径角挤压
‑
时效处理，最终提高AlCuMgAg系合金的耐热性能。所述热挤压是将铸态铝合金均匀化退火处理后以挤压比为8～15进行热挤压；然后，再在350～430℃进行多道次等径角热挤压变形，最后固溶处理后于室温水中淬火，然后于150～210℃时效处理处理；或者将热挤压态合金固溶处理后于室温水中淬火，然后在室温下进行多道次等径角挤压变形，再时效处理。
[0005]该工艺简单、操作方便、可有效细化AlCuMgAg系合金的晶粒，提高析出强化相的密度、提高AlCuMgAg系合金的总体强度和高温耐热性能；可实现工业化生产、应用。然而对于AlCuMgAg合金，位错的引入会促进θ
′
相(Al2Cu)的大量形核，使得θ
′
相在与Ω相的析出竞争中取得优势。与Ω相相比，θ
′
相的粗化抗性很差，不宜作为耐热相，而当基体中大量析出θ
′
相时，大量的Cu元素将被消耗，导致同样需要Cu元素的Ω相形核受到限制，进而导致AlCuMgAg合金耐热性下降。

技术实现思路

[0006]本方案提供一种可提高AlCuMgAg合金耐热性的新型AlCuMgAg系耐热铝合金的制备工艺。
[0007]为了达到上述目的，本方案提供一种提升AlCuMgAg系耐热铝合金性能的新工艺，包括如下步骤：
[0008]步骤一：将AlCuMgAg系合金进行固溶处理，
[0009]步骤二：将固溶处理后的AlCuMgAg系合金在100
‑
400℃下进行预时效处理，
[0010]步骤三：将预时效处理后的AlCuMgAg系合金进行控轧变形，下压量为10
‑
90％，
[0011]步骤四：将AlCuMgAg系合金进行单道次或多道次控轧完后回炉保温。
[0012]本方案的原理：通过预时效结合控温轧制和后续热处理，使得合金内有大量细小的Ω相和少量θ
′
相析出，提升AlCuMgAg耐热铝合金的室温和耐热性能，获得AlCuMgAg耐热
铝合金更普适的性能提高的工艺。
[0013]本方案的有益效果：
[0014](1)采用预时效控温轧制工艺，结合温度和应变量同时调控微观组织和析出，改善了组织与性能，获得了优于T6态的室温性能和耐热性能。
[0015](2)比传统T6工艺，相同冷轧变形量条件下获得的Ω相更多，更细小，更稳定，以及更高的强度和硬度，而且在高温热暴露后仍具有更高的强度。
[0016]进一步，所述步骤一中，AlCuMgAg系合金中Cu元素的质量百分比为3.0
‑
6.0％，Mg元素的质量百分比为0.15
‑
1.0％，Ag元素的质量百分比为0.3
‑
0.9％，余量为Al。
[0017]进一步，所述步骤一中，AlCuMgAg系合金Cu元素的质量百分比为3.0％，Ag元素的质量百分比为0.3％。
[0018]进一步，所述步骤一中，所述固溶处理时间为2h。
[0019]进一步，所述步骤一中，在550℃进行固溶处理2h，随后水淬至室温。固溶处理的主要目的是在于将合金中的Cu、Mg、Ag等元素大量融入基体中获得最大过饱和度的固溶体而合金又不发生过烧。固溶过程是原子扩散的过程，它主要受固溶温度、固溶时间以及淬火冷却速度等因素影响，其中影响最大的因素是固溶温度，因此将固溶温度设定为550℃有利于基体固溶体浓度的增加。
[0020]进一步，所述预时效处理时间为5min～10h。
[0021]进一步，所述步骤一中，固溶处理后的样品实施新型轧制工艺后，AlCuMgAg系合金内有大量细小的Ω相和少量θ
′
相析出。
附图说明
[0022]图1为本专利技术相同成分AlCuMgAg合金在不同条件峰时效后的透射电镜图：(a
‑
b)T6峰时效样品；(c
‑
d)冷轧
‑
峰时效样品；(e
‑
f)新型轧制工艺
‑
峰时效样品。
[0023]图2为AlCuMgAg系合金不同状态样品相同温度下的时效硬度曲线。
[0024]图3为AlCuMgAg系合金拉伸应力应变曲线。
具体实施方式
[0025]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0026]基本如附图1
‑
3所示：
[0027]实施例1，
[0028]新型AlCuMgAg系耐热铝合金的成分为，Cu元素的质量百分比为3.0％，Mg元素的质量百分比为0.15
‑
1.0％，Ag元素的质量百分比为0.3％，余量为Al。
[0029]新型AlCuMgAg系耐热铝合金的制备工艺如下：
[0030]步骤一：将AlCuMgAg系合金进行固溶处理，在550℃固溶处理2h，随后水淬至室温。
[0031]步骤二：将固溶处理后的AlCuMgAg系合金在100
‑
400℃下进行预时效处理，预时效处理时间为5min～10h。
[0032]步骤三：将预时效处理后的AlCuMgAg系合金进行控轧变形，下压量为10
‑
90％，
[0033]步骤四：将AlCuMgAg系合金进行单道次或多道次轧制完后回炉保温。
[0034]固溶处理后的样品实施新型轧制工艺后，由附图1可以看出，合金内有大量细小的
Ω相和少量θ
′
相析出。将轧后的板材进行拉伸试验，拉伸速度为10
‑4s
‑
1，拉伸曲线如附图3所示。
[0035]实施例2，T6处理工艺
[0036]AlCuMgAg铝合金的成分为，Cu元素的质量百分比为3.0％，Mg元素的质量百分比为0.15
‑
1.0％，Ag元素的质量百分比为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升AlCuMgAg系耐热铝合金性能的新工艺，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将AlCuMgAg系合金进行固溶处理，步骤二：将固溶处理后的AlCuMgAg系合金在100
‑
400℃下进行预时效处理，步骤三：将预时效处理后的AlCuMgAg系合金进行控轧变形，下压量为10
‑
90％，步骤四：将AlCuMgAg系合金进行单道次或多道次控轧完后回炉保温。2.根据权利要求1所述的一种提升AlCuMgAg系耐热铝合金性能的新工艺，其特征在于：所述步骤一中，AlCuMgAg系合金中Cu元素的质量百分比为3.0
‑
6.0％，Mg元素的质量百分比为0.15
‑
1.0％，Ag元素的质量百分比为0.3
‑
0.9％，余量为Al。3.根据权利要求2所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲，于哲，李鹤，黄晓旭，肖纳敏，王金山，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：