一种含Zr的Al-Cu-Li-Mg-Ag合金的均匀化热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种含Zr的Al

【技术实现步骤摘要】
一种含Zr的Al
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Cu
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Li
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Mg
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Ag合金的均匀化热处理方法


[0001]本专利技术涉及铝锂合金生产
，具体涉及一种含Zr的铝锂合金的均匀化热处理方法。

技术介绍

[0002]铝锂合金具有轻质、高强高韧、高弹性模量等性能，广泛应用于飞机、火箭、导弹上的各类结构件。一般而言，常规半连续铸造手段制备的Al
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Cu
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Li
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Mg
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Ag合金铸锭中，通常存在明显的偏析，晶界处有粗大的一次凝固析出相，包括富Cu相、含Ag相等。这两种粗大的凝固相都可以在均匀化处理过程中回溶，但二者的回溶温度并不相同。其中，富Cu相属于高熔点相，其回溶温度约在510～540℃；含Ag相属于低熔点相，其回溶温度约在480～500℃。此外，含Zr的铝锂合金中，微量元素Zr能够在均匀化处理过程中(一般在350～450℃范围内)形成纳米级的弥散相，在后续热变形过程中起到钉扎晶界、抑制再结晶的效果。因此，如何通过合适的均匀化退火，实现弥散相均匀析出、含Ag相和富Cu相的回溶，是铝锂合金开发亟需解决的关键问题。
[0003]专利文献CN 108456836 A公开了一种铝锂合金及其制备方法，采用了双级均匀化处理工艺，确定了最优的均匀化工艺为410℃/4h+490℃/24h。在该专利文献中，第一级均匀化热处理的目的仅是使未溶共晶相的熔点升高，实现其在第二级均匀化处理过程中短时保温即可回溶的效果，并未细化地考虑低熔点和高熔点凝固相回溶的区分。该专利文献的优选技术方案虽然考虑了弥散相的析出控制，但富Cu相的回溶效果一般，无法保证均匀化的效果。
[0004]专利文献CN 112831736 A公开了一种铝锂合金的双级均匀化退火工艺，能够较好地消除合金铸锭中的结晶相残留，使铸锭获得理想的组织和成分的均匀性。但是，该技术方案并没有考虑弥散相的析出。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种含Zr的Al
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Cu
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Li
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Mg
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Ag合金的均匀化热处理方法，实现弥散相析出的同时，保证含Ag相及富Cu相的良好回溶，改善合金的后续加工性能和综合性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]一种含Zr的Al
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Cu
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Li
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Mg
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Ag合金的均匀化热处理方法，所述均匀化热处理方法包括：第一级均匀化处理、第二级均匀化处理、第三级均匀化处理，具体包含以下工艺步骤：
[0008](1)第一级均匀化热处理：将合金铸锭从室温经升温到350～390℃，保温12～18h；
[0009](2)第二级均匀化热处理：将合金铸锭继续升温到485～500℃，保温14～20h；
[0010](3)第三级均匀化热处理：将合金铸锭升温到510～530℃，保温6～10h；
[0011](4)将完成步骤(3)的合金铸锭冷却至室温。
[0012]优选地，所述第一级均匀化热处理温度为350～385℃，时间为14～18h。更优选地，
所述第一级均匀化热处理温度为355～380℃，时间为15.5～18h。
[0013]优选地，所述第二级均匀化热处理温度为490～500℃，时间为16～20h。更优选地，所述第二级均匀化热处理温度为495～500℃，时间为16～19h。
[0014]优选地，所述第三级均匀化热处理温度为510～525℃，时间为6～9.5h。更优选地，所述第三级均匀化热处理温度为515～525℃，时间为6～8h。
[0015]优选地，所述合金中的Zr含量为0.09～0.20wt.％。
[0016]经过三级均匀化热处理后，铝锂合金中残留的粗大第二相为以富Fe相为主的杂质相。
[0017]本专利技术的有益效果在于：
[0018]采用本专利技术的三级均匀化热处理方法能够实现较低温Al3Zr相弥散细小析出、含Ag相回溶、较高温富Cu相充分回溶，均匀化处理后残留的粗大第二相为富Fe相，铸锭获得理想的组织。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的一种含Zr的Al
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Cu
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Li
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Mg
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Ag合金的三级均匀化热处理方法示意图。
[0020]图2为本专利技术的一种含Zr的Al
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Cu
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Li
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Mg
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Ag合金三级均匀化热处理后的扫描组织。
[0021]图3为图2中一部分的放大图。
[0022]图4为本专利技术的一种含Zr的Al
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Cu
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Li
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Mg
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Ag合金三级均匀化处理后的弥散相粒子的透射形貌。
具体实施方式
[0023]本专利技术的三级均匀化热处理方法中，不同均匀化处理预期达到的效果分别为：第一级均匀化处理预期效果是实现Al3Zr相弥散细小析出；第二级均匀化处理预期效果是实现含Ag相的回溶，同时提高富Cu相的回溶温度、缩短富Cu相回溶的时间；第三级均匀化处理预期效果是实现富Cu相的充分回溶。
[0024]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0025]实施例1
[0026]本实施例的铝锂合金组成为A1
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2.6Cu
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1.0Li
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0.8Mg
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0.2Ag
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0.11Zr，即包含：Cu 2.6wt.％、Li 1.0wt.％、Mg 0.8wt.％、Ag 0.2wt.％、Zr 0.11wt.％，余量为Al。铸锭规格为Φ135mm。
[0027]对合金采用本专利技术的方法进行三级均匀化处理：第一级均匀化热处理为合金铸锭从室温升温至352℃，保温17.5h；第二级均匀化热处理为从352℃升温至491℃，保温18h；第三级均匀化热处理为从491℃升温到518℃，保温9h。第三级均匀化处理完毕后，合金铸锭冷却至室温。
[0028]如图2、3所示，为实施例1合金第三级均匀化处理后的扫描组织，从图中可以看出，合金中残留的粗大第二相为富Fe相。
[0029]如图4所示，为实施例1合金第三级均匀化处理后的弥散相粒子的透射形貌，从图
中可以看出，合金中析出了尺寸细小、分布均匀的Al3Zr弥散相。
[0030]实施例2
[0031]对实施例1中的合金采用本专利技术的方法进行三级均匀化处理：第一级均匀化热处理为合金铸锭从室温升温至387℃，保温14h；第二级均匀化热处理为从387℃升温至498℃，保温15.5h；第三级均匀化热处理为从498℃升温到517℃，保温8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含Zr的Al
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Cu
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Li
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Mg
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Ag合金的均匀化热处理方法，其特征在于，该均匀化热处理方法包含以下工艺步骤：(1)第一级均匀化热处理：将合金铸锭从室温经升温到350～390℃，保温12～18h；(2)第二级均匀化热处理：将合金铸锭继续升温到485～500℃，保温14～20h；(3)第三级均匀化热处理：将合金铸锭升温到510～530℃，保温6～10h；(4)将完成步骤(3)的合金铸锭冷却至室温。2.根据权利要求1所述的含Zr的Al
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Cu
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Li
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Mg
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Ag合金的均匀化热处理方法，其特征在于，所述第一级均匀化热处理温度为350～385℃，时间为14～18h。3.根据权利要求2所述的含Zr的Al
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Cu
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Li
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Mg
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Ag合金的均匀化热处理方法，其特征在于，所述第一级均匀化热处理温度为355～380℃，时间为15.5～18h。4.根据权利要求1所述的含Zr的Al
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Cu
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Li
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Mg
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Ag合金的均匀化热处理方法，其特征在于，所述第二级均匀化热处理温度为490～500℃，时间为16～20h。5.根据权利要求4所述的含Zr的Al...

【专利技术属性】
技术研发人员：温凯，李锡武，熊柏青，张永安，李志辉，李亚楠，闫宏伟，闫丽珍，石国辉，高冠军，祝楷，刘红伟，
申请(专利权)人：中国有研科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：