[发明专利]一种新型低淬火敏感性Al-Zn-Mg-Cu系列铝合金

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属材料领域，特别涉及一种新型低淬火敏感性Al-Zn-Mg-Cu铝合金，该合金可满足峰值时效室温强度530MPa，室温延伸率10%，低淬火敏感性。 

背景技术

随着航空航天事业的发展以及国际节能减排的趋势，航空制造业对于新型高性能轻质材料的需求量迅速增长，作为大型航空件结构材料的Al-Zn-Mg-Cu铝合金，在降低航空构件质量，提高构件性能均匀性的方面有着不可忽视的作用。 

近些年，对于Al-Zn-Mg-Cu系列铝合金的关注越来越多。作为可热处理强化铝合金，Al-Zn-Mg-Cu铝合金主合金元素的调整与合金性能密切相关。主合金元素含量较高时，特别是Zn含量较高时，合金的强度较高，但是密度值也相对较高，合金淬透性深度较低。如国内研发的7A09（LC9）、7A10（LC10）铝合金，室温抗拉强度可以不低于510MPa，室温延伸率不低于9%，但是合金具有较高的淬火敏感性，这对于厚板材料不利。国外研发的7085铝合金，强度值很高，淬火敏感性有所降低，但是其密度较高，不利于降低飞行构件质量，节能减排的要求。 

常见的三种Al-Zn-Mg-Cu合金的成分表，如表1所示： 

表1常见的三种Al-Zn-Mg-Cu合金成分 

发明内容

本发明的目的是提供一种高强、低密度、低淬火敏感性铝合金，该合金可达到良好的综合性能。 

本发明的目的是通过以下方式实现的： 

一种新型低淬火敏感性Al-Zn-Mg-Cu系列铝合金，含有以下重量百分比的成分：锌4.5-6.5%，镁3.0-4.0%，铜1.0-1.5%，锆0.08-0.15%，钛小于0.06%，硅小于0.3%，铁小于0.3%，锰小于0.15%，余量为铝。 

所述的一种新型低淬火敏感性Al-Zn-Mg-Cu系列铝合金，合金铸态组织中晶内独立第二相包括Al₂Zn₃Mg₃相，体积百分比不超过1%，以及体积百分比不超过0.5%的Al₂CuMg相，非平衡共晶组织为MgZn₂/MgAl₂/MgCu₂复合相，体积百分比不超过3%，非平衡共晶组织熔点为477℃。 

所述的一种新型低淬火敏感性Al-Zn-Mg-Cu系列铝合金，所述的合金在制备时的均匀化制度是采用465℃均匀化24-28小时，使得合金铸态中的枝晶组织，非平衡相共晶组织及少量的独立第二相组织很好的消除和回溶。 

所述的一种新型低淬火敏感性Al-Zn-Mg-Cu系列铝合金，所述的合金在制备时的固溶时效制度是采用465-475℃固溶2小时后，再于121℃时效24-28小时，这样可使强度达到最大，淬火敏感性较低。 

本发明的技术效果在于，1）具有较高的强度，其维氏硬度值比7A09T6和7A10T6合金至少都提高5%，室温拉伸强度提高5%，延伸率不低于10%； 

2）具有较低的淬火敏感性，其淬透层深度比7050铝合金提高10%，比7A09铝合金提高20%。 

下面结合附图对本发明作进一步说明。 

附图说明

图1为Al-4.51Zn-3.54Mg-1.48Cu合金铸态DSC分析； 

图2为合金铸态金相显微组织（OM）分析结果； 

图3为合金铸态扫描显微组织（SEM）分析； 

图4为合金均匀化后金相显微组织（OM）分析； 

图5为合金均匀化后扫描显微组织（SEM）分析； 

图6为合金均匀化后压力加工金相显微组织（OM）； 

图7为淬火敏感性表征示意图； 

图8为合金淬火敏感性实验后透射电子显微组织（TEM）。 

具体实施方式

本发明可以采用以下2种方法制备：