一种针对大塑性变形后金属合金的热处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种针对大塑性变形后金属合金的热处理工艺，涉及冶金技术领域，所述工艺为在固溶处理前进行去能处理；其中，所述去能处理为在所述金属合金固溶温度

【技术实现步骤摘要】
一种针对大塑性变形后金属合金的热处理工艺


[0001]本专利技术涉及冶金
，具体涉及一种针对大塑性变形后金属合金的热处理工艺
。

技术介绍

[0002]晶粒细化作为金属材料最主要的强化方式，一直是金属领域研究的热点，但传统的铸造
、
挤压及轧制等制备工艺，难以实现金属材料的超细晶或纳米化
。
现阶段实现金属材料大幅细化的方式重要方式为大塑性变形，其中主要包括高压扭转，模压，等径角挤压，往复挤压，累积轧制及多向模锻等，这些大塑性变形方法都能实现显著的组织细化效果
。
[0003]但通过大塑性变形后得到的细化组织，由于位错密度较高，基体晶格畸变较大，所以在加热过程中，内部储能将变为晶粒长大的驱动力，进而促使晶粒异常长大，例如以7系铝合金为代表的高度合金化材料，其在大塑性变形后，由于强化相的回溶等，其弥散强化效果将被极大削弱
。
因此，大塑性变形后的高度合金化铝合金需要进行后续热处理才能实现对第二相的调控，进而实现合金强度的优化
。
但目前问题是，现有的针对高强铝合金的热处理制度，包括峰值时效，回归再时效等热处理制度，材料均需要在一个较高的温度进行保温，进而实现第二相的回溶，并在接下来的时效过程中，使纳米第二相弥散析出
。
在高温热处理过程中，传统铸态或挤压态材料由于晶粒本身便比较粗大，且内部储能较小，因此不会急剧长大；而大塑性变形后材料的组织，由于其内部储能较高，在固溶温度下将发生急剧长大，进而使大塑性变形对高强铝合金的细化作用被完全消耗
。
[0004]因此，为解决大塑性变形晶粒细化与热处理第二相调控间的矛盾，提供一种针对大塑性变形后金属合金的热处理工艺是本领域亟需解决的技术问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提出一种针对大塑性变形后金属合金的热处理工艺，本专利技术基于对变形后合金组织能量的耗散，实现组织由亚稳态向稳态的转变，进而在抑制晶粒长大的同时，实现对第二相的调控和优化
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种针对大塑性变形后金属合金的热处理工艺，所述工艺为在固溶处理前进行去能处理；
[0008]其中，所述去能处理为在所述金属合金固溶温度
1/3
以下的条件保温
12h
及以上
。
[0009]去能热处理的目的是通过位错的重排增加晶体缺陷的高温热稳定性，进而在固溶阶段尽可能地保留大塑性变形后基体中形成的高密度晶体缺陷
(
位错，位错胞及小角度晶界等
)。
由于大塑性变形后的材料内部存在很高的变形储能，因此在相对较低的温度下，晶粒便会发生异常长大，而在更低温度下保温，虽然可以防止晶粒的长大，但去能效果将会被大幅弱化
。
因此，本专利技术限定的去能温度及时间至关重要，在去能过程中，大塑性变形后坯料将在较低的温度下进行去能化处理，去能的温度为
1/3
固溶温度左右
(
如7系铝合金，其固
溶温度在
450℃
左右，因此去能温度在
150℃
左右
)
，时间为
12h
及以上
。
通过该处理可以实现基体内位错的重排，进而降低晶格畸变和变形储能，最终实现材料组织由亚稳态向稳态的转变
。
[0010]在本专利技术固溶过程中，由于去能热处理实现了大塑性变形后材料由亚稳态组织向稳态组织的转变，因此组织的高温稳定性得到提升，大塑性变形后形成的亚结构也将在高温热处理中得到保留，而这些亚结构将作为第二相中合金元素向基体迁移的通道，进而促使第二相的回溶
。
此外，在时效阶段，具有高温稳定性的亚结构还将作为固溶原子的迁移通道，进而促进第二相的析出
。
[0011]优选的，所述金属合金为铝合金
。
[0012]优选的，所述去能处理为在所述金属合金固溶温度
1/3
的条件下处理
12h。
[0013]优选的，所述固溶处理的温度为所述金属合金固溶温度降低
20
‑
70℃
，保温时间为
2h。
[0014]相比于现有热处理的固溶温度，本专利技术工艺中所述大塑性变形后且经过去能处理的材料，其固溶温度可以得到相应降低，固溶温度降低的程度根据变形储能的高低大概在
20
°
到
70
°
之间变动
。
当变形储能较低时，固溶温度降低
20
度左右可实现较好的回溶效果；而当变形储能较高时，固溶温度可降低
70
°
左右，而时效的参数与传统峰值时效温度接近
。
[0015]优选的，所述工艺还包括时效处理
。
[0016]优选的，所述时效处理为在
135℃
下保温
16h。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0018]本专利技术的热处理工艺可以实现大塑性变形后铝合金细小组织的保留以及对第二相的调控，解决了亚稳态组织在现有热处理工艺过程中急剧长大的问题，具有较好的工业应用前景
。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，本描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例
。
[0020]图1是本专利技术大塑性变形后样品在固溶温度下进行不同时间固溶后的组织及对应的
KAM
图；
[0021]图2是本专利技术大塑性变形后板料在不同温度下保温
2h
后的组织及对应的
KAM
图；
[0022]图3是本专利技术大塑性变形后样品在不同温度下保温
2h
后的组织及对应的
KAM
图；
[0023]图4是本专利技术大塑性变形后样品在
150℃
下
12h
后的组织及对应的
KAM
图；
[0024]图5是本专利技术
24
次
PUC
变形后样品及其在不同热处理后的取向差分布图；
[0025]图6是本专利技术实施例1和对比例大塑性变形后材料组织图；
[0026]图7为本专利技术实施例1和对比例大塑性变形后材料内部高变形储能图；
[0027]图8为本专利技术对比例1处理后材料组织图；
[0028]图9为本专利技术实施例1处理后材料组织图；
[0029]图
10
为本专利技术实施例1和对比例热处理后第二相分布图
。
具体实施方式
[0030]下面描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，参考附图描述的实施例是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种针对大塑性变形后金属合金的热处理工艺，其特征在于，所述工艺为在固溶处理前进行去能处理；其中，所述去能处理为在所述金属合金固溶温度
1/3
以下的条件保温
12h
及以上
。2.
根据权利要求1所述一种针对大塑性变形后金属合金的热处理工艺，其特征在于，所述金属合金为铝合金
。3.
根据权利要求1所述一种针对大塑性变形后金属合金的热处理工艺，其特征在于，所述去能处理为在所述金属合金固溶温度
1/3
的条件下处理

【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞，吴广善，崔振山，张佼，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：