【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于xx，具体涉及一种高zn/mg比和低cu/li比超细晶al-zn-mg-cu-li五元合金退火工艺方法。
技术介绍
1、al-zn-mg-cu系合金属于7xxx系铝合金，具有高强度，低密度，高韧性等特点，常作为结构材料广泛应用于航空航天，军事和交通领域，现代工业的发展对轻质高强金属材料的持续需求促进了al-zn-mg-cu系合金的发展。为了降低飞行器的结构重量，进一步提高al-zn-mg-cu合金的比强度一直是研究的重点，而降低密度则是一条重要途径。锂是迄今为止被发现的最轻的金属元素，密度为0.534g/cm3，往铝合金中每添加1％的li，就可使合金密度降低3％，弹性模量提高6％，并具有良好的时效硬化效果。因此，在al-zn-mg-cu系合金中加入一定量的li以发挥铝锂合金优势的研究越来越受到人们广泛的重视。在过去的几十年，发展了al-cu-li，al-cu-mg-li和al-mg-li合金。
2、在al-zn-mg-cu系合金中加入低密度的li将对飞行器的结构减重有重大作用，故近年来开展了对al-zn-mg-cu-li合金的研究。已有研究表明，在al-zn-mg-cu系中添加一定量的li能改善合金性能，降低合金密度；还有研究发现，在al-zn-mg-cu-li合金中加入高li含量后，由于li原子与空位具有较高的结合能而形成li-空位对，将阻止zn和mg原子扩散形成富溶质g.p.区，因此优先析出δ＇(al3li)强化相，抑制了7xxx系原有的强化相η＇(mgzn2)的析出，取而代之析出了((al，zn)
3、al-zn-mg-cu-li合金的主合金元素为zn、mg、cu、li和微量元素zr，其中zn和mg元素形成强化相mgzn相，可提高合金的强度；适当的提高mg、zn元素的含量，可以提高合金的强度，但过多的zn、mg元素含量会导致合金的延伸率、断裂韧性和抗应力腐蚀性能有所下降，对合金的综合性能不利。cu与其它元素能形成强化相s而提高合金的强度，同时，cu能降低晶界与晶内电位差，还可以细化晶界沉淀相，但对晶界无析出带宽度(pfz)的影响较小,它可抑制沿晶界开裂的趋势，因而改善了合金的抗应力腐蚀性能，cu还可以提高周期应变疲劳抗力和断裂韧性，并在cu含量不太高的情况下随cu含量的增加而提高，cu的加入有产生晶间腐蚀和点腐蚀的倾向。al-zn-mg-cu-li合金铸态组织中，存在沿晶界连续分布的s(al2cumg)相、t(alznmgcu)相、alculi相和δ(alli)相。的共晶组织和cu含量超过一定量后，合金铸态组织可能存在α(al)相，非平衡凝固共晶体(如α+alznmgcu+al2cumg三相共晶体等)以及夹杂相(如al-fe-si，al-cu-fe等)。这些非平衡共晶相和夹杂相在合金铸态组织中以网络形式存在，它们较脆，塑性较低，这些相的存在会严重恶化合金的性能。在合金的变形过程中，这些相虽然会破碎，但变形却无法消除合金的显微不均一性，而且铸锭中积累的内应力容易在合金变形过程中形成抗力，影响合金的变形速率。均匀化退火就是为了消除这些非平衡结晶相，使偏析和富集在晶界和枝晶网络上的可溶解金属间化合物发生溶解，使固溶体浓度沿晶粒或整个枝晶均匀一致，消除内应力。因此，为了更好的消除铸锭组织中的非平衡结晶相及内应力，需要探索新型al-zn-mg-cu-li合金铸锭的均匀化热处理工艺。
4、al-zn-mg-cu-li合金铸锭中主要的凝固析出相主要包括mgzn相alznmgcu相、富cu相、含fe相等，其中mgzn相的溶解温度为250℃～300℃，alznmgcu相的回溶温度范围为460℃～480℃，富cu相的回溶温度介于485℃～515℃。al-zn-mg-cu-li合金铸锭中还存在al2cumg、al2cu、al3cu等富cu相，其在均匀化热处理过程中不易回溶。此外，al-zn-mg-cu-li合金中还添加了zr元素，需要对其进行均匀化低温预处理，其目的是为了是al3zr在均匀化处理时弥散析出。al3zr与母相的适配率只有0.8％，是一种极为有效的强化弥散体和再结晶抑制剂，能阻碍加热过程中晶界迁移和晶粒长大。
5、对于本专利技术中的新型al-zn-mg-cu-li五元合金而言，其合金化程度较常规7xxx铝合金更高，尤其是li、zn、cu元素含量较高，铸态组织中晶界偏析严重，晶界共晶相成分复杂，富cu相及其混合物的数量较多，进一步加大了回溶难度，常规的均匀化热处理难以实现晶界共晶相特别是富cu相的回溶，需要针对性地提出更合适的处理方法。
6、公开号为cn112095038b的中国专利技术专利公开了一种提高铝合金中弥散相数量的方法，即向al-zr合金中添加si元素或并复合添加er和si元素进行固溶和等温时效提高铝合金中弥散相数量的方法。对al-zn-mg-cu-zr-si-er还能提高抗再结晶性能。但是该方法对于本专利技术提出的新型al-zn-mg-cu-li五元合金不适用。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术旨在提供一种高zn/mg比和低cu/li比超细晶al-zn-mg-cu-li五元合金退火工艺方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高zn/mg比和低cu/li比超细晶al-zn-mg-cu-li五元合金的均匀化热处理方法，所述方法包括第一级均匀化热处理、第二级均匀化热处理、第三级均匀化热处理，具体包含以下步骤：
3、步骤1：第一级均匀化热处理:，将合金铸锭从室温控速升温至380℃～440℃，保温6～12h，升温速度≤120℃/h；
4、步骤2：第二级均匀化热处理:，将铸锭继续控速升温至475℃～505℃，保温时间16～30h，升温速度≤90℃/h；
5、步骤3：第三级均匀化热处理:，将合金铸锭继续升温至510℃～530℃，保温时间16～30h，升温速度≤60℃/h；
6、步骤4：将完成步骤:3的合金铸锭风冷至室温。
7、优选地，所述第一级均匀化热处理温度为400～430℃，时间为6～12h。更优选地，所述第一级均匀化热处理温度为410～420℃，时间为6～8h。
8、优选地，所述第二级均匀化热处理温度为485～500℃，时间为18～28h。更优选地，所述第二级均匀化热处理温度为490～495℃，时间为20～26h。
9、优选地，所述第三级及均匀化热处理温度为515～525℃，时间为18～28h，更优选地，所述第三级及均匀化热处理温度为520～525℃，时间为20～26h。
10、优选地，所述合金中zn/mg比为2.0～5.0。更优选地，所述合金中的zn/mg比范围为3.5～4.0。
11、优选地，所述合金中cu/li比为0.6～1.3，更优选地，所述合金的cu/li比范围为0.8～1.1。
12、优选地，所述合金中zr含量为0.08～0本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高Zn/Mg比和低Cu/Li比超细晶Al-Zn-Mg-Cu-Li五元合金退火工艺方法，其特征在于：方法包括第一级均匀化热处理、第二级均匀化热处理和第三级均匀化热处理，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的高Zn/Mg比和低Cu/Li比超细晶Al-Zn-Mg-Cu-Li五元合金退火工艺方法，其特征在于：所述五元合金的元素按照质量百分比配比如下：Li 2.0～4.0％、Zn5.0～8.0％、Cu 2.0～4.0％、Mg 2～3％、Zr 0.05～0.15％、Fe<0.05％、Si<0.05％、Na<0.001％、Ca<0.001％、H<0.0001％、余量为Al。
3.根据权利要求1所述的高Zn/Mg比和低Cu/Li比超细晶Al-Zn-Mg-Cu-Li五元合金退火工艺方法，其特征在于：所述步骤2的第二级均匀化热处理温度为485～500℃，时间为18～28h；优选的，所述第二级均匀化热处理温度为490～495℃，时间为20～26h。
4.根据权利要求1所述的高Zn/Mg比和低Cu/Li比超细晶Al-Zn-Mg-Cu
5.根据权利要求1所述的高Zn/Mg比和低Cu/Li比超细晶Al-Zn-Mg-Cu-Li五元合金退火工艺方法，其特征在于：所述合金中Zn/Mg比为2.0～5.0；优选的，所述合金中的Zn/Mg比范围为3.5～4.0。
6.根据权利要求1所述的高Zn/Mg比和低Cu/Li比超细晶Al-Zn-Mg-Cu-Li五元合金退火工艺方法，其特征在于：所述合金中Zr含量为0.08～0.20；优选的，所述合金的Zr含量为0.1～0.15。
7.根据权利要求1所述的高Zn/Mg比和低Cu/Li比超细晶Al-Zn-Mg-Cu-Li五元合金退火工艺方法，其特征在于：所述合金中Cu/Li比为0.6～1.3；优选的，所述合金的Cu/Li比范围为0.8～1.1。
8.根据权利要求1所述的高Zn/Mg比和低Cu/Li比超细晶Al-Zn-Mg-Cu-Li五元合金退火工艺方法，其特征在于：均匀化热处理后，合金中残留的粗大第二相是以含Cu相为主的层片状共晶相。
...【技术特征摘要】
1.一种高zn/mg比和低cu/li比超细晶al-zn-mg-cu-li五元合金退火工艺方法，其特征在于：方法包括第一级均匀化热处理、第二级均匀化热处理和第三级均匀化热处理，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的高zn/mg比和低cu/li比超细晶al-zn-mg-cu-li五元合金退火工艺方法，其特征在于：所述五元合金的元素按照质量百分比配比如下：li 2.0～4.0％、zn5.0～8.0％、cu 2.0～4.0％、mg 2～3％、zr 0.05～0.15％、fe<0.05％、si<0.05％、na<0.001％、ca<0.001％、h<0.0001％、余量为al。
3.根据权利要求1所述的高zn/mg比和低cu/li比超细晶al-zn-mg-cu-li五元合金退火工艺方法，其特征在于：所述步骤2的第二级均匀化热处理温度为485～500℃，时间为18～28h；优选的，所述第二级均匀化热处理温度为490～495℃，时间为20～26h。
4.根据权利要求1所述的高zn/mg比和低cu/li比超细晶al-zn-mg-cu-li五元合金退火工艺方法，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡丽敏，张帅，王海军，刘玲，成桃，刘建华，
申请(专利权)人：贵州航天新力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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