[发明专利]一种超高强超韧性铝合金研制方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种超高强超韧性铝合金研制方法，尤其是航空航天工业大量应用的高强度铝合金主要仍为类似于俄B95Ц和美7075、2014合金的LC4、LC9、LD10。近年来虽也开始对7050等高强度铝合金进行研究，但大多仍着眼于提高合金的韧性及抗腐蚀性能，而它们的强度则大多仍维持在7075-T6的水平上，甚至还有不同程度降低。

【背景技术】

具有工业意义的超高强度的铝合金属Al-Zn-Mg-Cu合金。该类合金存在的主要问题是通过高合金化获得高强度的同时，合金的塑性和耐蚀性差，易产生应力腐蚀开裂。早在Al-Zn-Mg-Cu生活费高强度合金发现初期，人们就认识到这一问题，并着手进行研究。此后直到五十年代，德、日、俄、英、美等国围绕合金化特别是Cu、Mn、Cr的作用，展开了大量研究，形成以7075为代表的高强Al-Zn-Mg-Cu合金系列。

【发明内容】

将B96Ц合金以挤压管材形式用以制造小型空空导弹，另外也以锻件的形式制造中程导弹壳体部件。目前，俄国已可使和B96Ц型合金静强工达到700MPa(σ_b)和650MPa(σ_0.2)。B96Ц型合金今后的发展趋势是在改善其塑性的前提进一步提高强度，以满足导弹的更高设计要求(σ_b＝750MPa)。由于工艺塑性低只限于小型产品上用。

本发明要解决的技术问题是提供一种超高强超韧性铝合金研制方法

为解决上述技术问题，本发明所采用技术方案是：

本专利的研究目的是研制抗拉强度为770MPa、延伸率10％，具有优良综合性能的超高强高韧铝合金，其性能指标超过国内外同类合金的指标。

1)采用高合金化是达到高强高韧性能的必然选择。高合金浓度的Al-Zn-Mg-Cu合金，因合金元素含量高、易偏析、铸坯未溶共晶相多，铸造和热轧开坯易开裂是制约该类合金制备走向实际应用的瓶颈问题，晶粒细化及均匀化是解决上述问题的关键。

2)开制超高强高韧铝合金的核心是如何实现强度和韧性的综合平衡。运用多种强韧化机制的协同组合作用，合金成分的整体设计和微观组织的精细调控是发展超高强高韧铝合金的关键。

3)研究材料与液氢、液氧的关系，防止氢脆倾向，使材料具有优良的低温性能、焊接性能和其它综合性能。

4)提高工艺性能和成形加工性能，防止铸造、锻造、轧制裂纹，生产出大规格产品。

【具体实施方式】

以固态组织的微细化和多相多级强化相形态和分布的精确调控为导向，采用适当的热处理和多级时效等手段，使强化相尺寸多级化拓扑分布，控制晶界附近沉淀相和溶质分布及晶界结构和取向分布，实现多重弥散相析出和晶内、晶界结构的优化。具体是，在低于和高于GP区固溶线温度进行双级时效，获得非常细小且高密度弥散分布的过渡沉淀相，达到最佳强化效果。同时获得适量的粗大沉淀相以提高加工硬化速率，并使塑性变形均匀化。