[发明专利]一种提高Al-Zn-Mg-Cu合金性能的双级固溶处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种Al-Zn-Mg-Cu合金的处理工艺，特别涉及一种提高Al-Zn-Mg-Cu合金性能的双级固溶处理工艺。

背景技术

Al-Zn-Mg-Cu合金是典型的时效强化型合金，固溶淬火得到的a固溶体过饱和程度对合金效强化效果具有决定性作用。为发挥合金的时效强化潜力，合金在时效强化热处理前必须进行固溶处理。固溶处理的目的是在保证合金不过烧的条件下，尽可能使合金中的强化元素充分回溶进入基体，提高溶质原子在基体中的固溶度，进而增加时效过程中的相变驱动力，同时还要控制晶粒尺寸和形态，使合金获得要求的性能。一些学者对部分Al-Zn-Mg-Cu合金的固溶工艺及其对合金组织性能的影响进行了研究，并就相关影响因素进行了分析。对新型高强韧低淬火敏感性铝合金方面的研究结果仍非常有限。为此，本文作者通过对新型合金变形态组织的深入分析，研究探讨了新型合金的固溶处理工艺，从而确定了适宜的工艺制度，以为后续的淬火、时效工艺打下良好的基础，具有实际意义和理论价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种提高Al-Zn-Mg-Cu合金性能的双级固溶处理工艺，以获得性能优异的Al-Zn-Mg-Cu合金。

本发明的技术方案是：一种提高Al-Zn-Mg-Cu合金性能的双级固溶处理工艺，合金的化学成分质量百分数为:Al：7.2，Zn：l.7，Mg：1.4，Cu：0.12，Zr：0.02，Fe：0.0151，合金铸锭经440℃/l2h+475℃/24h的均匀化热处理后，单级固溶：固溶温度465℃-490℃，时间30min-120min，或双级固溶：固溶温度450℃，保温30min，然后30min升温至480-485℃，保温30-60min，再经120℃/24h时效处理。

固溶处理优先为固溶工艺为475℃/45-90min。

本发明的有益效果：

l)新型合金经挤压后，晶粒变得扁平并沿挤压方向被拉长。晶内及晶界上存在大量析出的MgZnZ相粒子以及少量破碎后沿挤压方向分布的A17Cu，Fe相颗粒。第十四届中国有色金属学会材料科学与工程合金加工学术研讨会文集(2011)

2)新型合金适宜的固溶工艺为475℃/45一90min，再经120℃/24h时效处理后的极限抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率可以分别达到590MPa、545MPa、16.0%和20.4MS/m以上，合金基体中存在的第二相主要为残留的少量AI7CuZFe相，以及弥散分布的A13z:粒子;继续升高固溶温度或延长固溶时间，会导致晶粒长大，力学性能降低;采用双级固溶工艺对提高新型合金力学性能作用不大。

具体实施方式

1实验材料及方法

实验用新型合金的化学成分(质量百分数，%)为:Al：7.2，Zn：l.7，Mg：1.4，Cu：0.12，Zr：0.02，Fe：0.0151。合金铸锭经440℃/l2h+475℃/24h的均匀化热处理后，热挤压成截面为102、25mm的板带。在前期大量探索性试验研究的基础上，考虑到固溶温度对合金组织与性能的影响程度要相对大于时间的影响，首先固定固溶时间为lh，研究了不同固溶温度(465℃，470℃，475℃，480℃，485℃和490℃)对新型合金组织与性能的影响;确定固溶温度后，进一步研究了不同固溶时间(30min、45min、60min、90min、120min)的影响；并研究了多种双级固溶处理工艺对合金的影响。试样完成固溶淬火之后立即测试其淬火态电导率，再经7XXX系铝合金通用的T6(120℃/24h)时效处理后测试其力学性能。合金的力学性能参照GB/T228一2008标准在MTs一810型试验机上进行，拉伸速度为1一2mm/min，合金的电导率测试参照GB/T12966一2008标准采用7501型涡流电导仪进行。DSC分析在TAInstrumentsDSC2010热分仪上进行，加热速率10oC/min;显微组织观察在ZeisSAxiovert200MAI，光学显微镜(OM)、HITACHI54800扫描电子显微镜(SEM)和JEM2010型高分辨电镜(TEM)上进行。OM试样采用Kelle:试剂进行侵蚀;TEM样品用MTP一1双喷电解减薄仪制取，电解液为含25%HN03的甲醇溶液，温度控制在弓O一20℃之间，电压为15一20V。

2双级固溶工艺研究