一种含Zr铝锂合金的均匀化热处理方法技术

本发明专利技术涉及一种含Zr铝锂合金的高效均匀化热处理方法，属于铝锂合金热处理技术领域。该方法包括：(1)第一级均匀化处理：合金采用升温速率逐渐减小的均匀化升温过程，实现了弥散相的形核；在相对较高的温度、较窄的温度窗口进行保温，在保证弥散相均匀长大的同时实现了含Ag相的回溶。(2)第二级均匀化处理：快速升温然后保温，在较高的温度窗口内实现富Cu相的快速回溶。采用本发明专利技术的均匀化处理方法实现了弥散相均匀析出、含Ag相和富Cu相良好回溶，使铸锭获得理想的组织，提高了均匀化热处理效率。提高了均匀化热处理效率。提高了均匀化热处理效率。

【技术实现步骤摘要】
一种含Zr铝锂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、高强度、高弹性模量等性能，在航空航天领域具有广泛的应用。一般来说，铝锂合金的铸态组织中会存在较为明显的枝晶偏析，铸态组织中晶界处存在粗大的富Cu相及与富Cu相毗连的含Ag相，其中含Ag相的回溶温度约为495～505℃，富Cu相的回溶温度为510～520℃。通过合适的均匀化处理来使粗大第二相回溶是合金变形加工的首要工序。此外，在均匀化处理的过程中，除非平衡共晶相回溶外，合金中的微量元素Zr能够形成尺寸为几十纳米、与基体共格的Al3Zr弥散相，在后续的热变形过程中能够钉扎晶界、抑制再结晶，有效地提高铝锂合金成品的性能。
[0003]公开号为CN 112831736 A的专利公开了2099铝锂合金的一种双级均匀化退火工艺，能够较好低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，该技术方案仅考虑了含Ag相和富Cu相的回溶，没有涉及弥散相的析出。
[0004]公开号为CN 114561578 A的专利公开了一种高Cu/Li比合金的双级均匀化热处理工艺，考虑了第一级和第二级的加热速率，但目的仅在于回溶高Cu含量的第二相，并不适合其他成分铝锂合金。
[0005]公开号为CN 108456836 A的专利公开了一种铝锂合金的制备方法，确定了最优的均匀化工艺为410℃/4h+490℃/24h，实现了成分均匀化的同时晶粒尺寸在在200μm左右。该技术方案虽然考虑了弥散相的析出控制，但490℃/24h的均匀化处理下富Cu相的回溶一般，无法保证均匀化的效果。
[0006]结合专利CN 112831736A和CN 108456836 A的方法，若采用三级均匀化处理制度分别保证弥散相析出、含Ag相回溶、富Cu相回溶，则工艺操作时间过长，不利于工业化应用。

技术实现思路

[0007]针对上述已有技术存在的不足，本专利技术提供一种含Zr铝锂合金的均匀化热处理方法，实现弥散相均匀析出、含Ag相和富Cu相良好回溶。
[0008]本专利技术是通过以下技术方案实现的。
[0009]一种含Zr铝锂合金的均匀化热处理方法，包括：第一级均匀化处理、第二级均匀化处理；
[0010]所述第一级均匀化处理包括：第一升温段、第二升温段、第三升温段；所述第一升温段是将含Zr铝锂合金从室温升温至435～445℃，升温过程中升温速率从250～350℃/h逐渐降低至5～10℃/h，升温用时为2～3h；所述第二升温段是将含Zr铝锂合金从435～445℃升温至445～455℃，升温过程中升温速率从5～10℃/h逐渐降低至2～5℃/h，升温用时为1～3h；所述第三升温段是将含Zr铝锂合金以升温速率2～5℃/h从445～455℃升温至455～
465℃，升温用时为2～4h，然后进行保温；第一级均匀化处理总体用时为5～10h，保温时间为15～30h；
[0011]所述第二级均匀化处理是将经过第一级均匀化处理的含Zr铝锂合金经1～3h升温到515～520℃后保温18～40h。
[0012]进一步地，所述第一级均匀化处理总体用时为6～9h，保温时间为16～28h。
[0013]进一步地，所述第二级均匀化处理过程中优选的保温时间为20～38h。
[0014]进一步地，所述含Zr铝锂合金中的Zr含量为0.09～0.20wt.％。
[0015]本专利技术的有益技术效果：
[0016]a)通过控制第一级均匀化升温过程中的升温速率，在第一到第三升温段的升温过程中实现了弥散相的均匀形核；在较高的第一级均匀化温度保温过程中，弥散相均匀长大，同时含Ag相基本回溶到基体中，残留可回溶第二相只剩下富Cu相。
[0017]b)第二级均匀化快速升到较高温度后保温，有效提实现了富Cu相的快速回溶。
[0018]c)采用本专利技术的均匀化处理方法实现了弥散相均匀析出、含Ag相和富Cu相良好回溶，使铸锭获得理想的组织，提高了均匀化热处理效率。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的一种含Zr铝锂合金的高效均匀化热处理方法的工艺示意图。
[0020]图2为本专利技术的一种含Zr铝锂合金的铸态扫描组织。
[0021]图3为本专利技术的一种含Zr铝锂合金的铸态DSC曲线。
[0022]图4为本专利技术第一级均匀化处理后的扫描组织。
[0023]图5为本专利技术第一级均匀化处理后的DSC曲线。
[0024]图6为本专利技术第一级均匀化处理后的弥散相粒子的透射形貌。
[0025]图7为本专利技术第二级均匀化处理后的扫描组织。
[0026]图8为本专利技术第二级均匀化处理后的DSC曲线。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0028]经过研究发现，含Ag相的回溶温度约为495～505℃，但其在低于该温度下具有相对较快的回溶速率，这就可能与Al3Zr弥散相的析出温度范围重叠，实现在相对较低的温度区间内同步实现含Ag相回溶和弥散相析出的效果。
[0029]本专利技术的铝锂合金高效均匀化热处理方法工艺流程如图1所示，主要包括：(1)第一级均匀化处理，其升温过程为升温速率逐渐减小的过程，保温温度较高且温度窗口较窄，在实现弥散相均匀析出长大的同时实现了含Ag相的回溶。(2)第二级均匀化处理，在较高的温度窗口内实现富Cu相的快速回溶。
[0030]具体地，一种含Zr铝锂合金的均匀化热处理方法，一种含Zr铝锂合金的均匀化热处理方法，包括：第一级均匀化处理、第二级均匀化处理；
[0031]第一级均匀化处理包括：第一升温段、第二升温段、第三升温段；所述第一升温段是将含Zr铝锂合金从室温升温至435～445℃，升温过程中升温速率从250～350℃/h逐渐降低至5～10℃/h，升温用时为2～3h；所述第二升温段是将含Zr铝锂合金从435～445℃升温
至445～455℃，升温过程中升温速率从5～10℃/h逐渐降低至2～5℃/h，升温用时为1～3h；所述第三升温段是将含Zr铝锂合金以升温速率2～5℃/h从445～455℃升温至455～465℃，升温用时为2～4h，然后进行保温；第一级均匀化处理总体用时为5～10h，保温时间为15～30h；优选总体用时为6～9h，保温时间为16～28h；
[0032]第二级均匀化处理是将经过第一级均匀化处理的含Zr铝锂合金经1～3h升温到515～520℃后保温18～40h，优选的保温时间为20～38h。
[0033]进一步地，含Zr铝锂合金中的Zr含量为0.09～0.20wt.％。
[0034]实施例1
[0035]2195铝锂合金(Al
‑
3.8Cu
‑
0.5Mg
‑
1.2Li
‑
0.45Ag
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含Zr铝锂合金的均匀化热处理方法，其特征在于，所述方法包括：第一级均匀化处理、第二级均匀化处理；所述第一级均匀化处理包括：第一升温段、第二升温段、第三升温段；所述第一升温段是将含Zr铝锂合金从室温升温至435～445℃，升温过程中升温速率从250～350℃/h逐渐降低至5～10℃/h，升温用时为2～3h；所述第二升温段是将含Zr铝锂合金从435～445℃升温至445～455℃，升温过程中升温速率从5～10℃/h逐渐降低至2～5℃/h，升温用时为1～3h；所述第三升温段是将含Zr铝锂合金以升温速率2～5℃/h从445～455℃升温至455～465℃，升温用时为2～4h，然后进行...

【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，闫丽珍，闫宏伟，刘红伟，石国辉，高冠军，祝楷，
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：