[发明专利]制备镁‑锂‑铝合金产品的方法

说明书

发明领域

本发明涉及制备铝-镁-锂合金制得的锻制品的方法，更具体而言，制备具有性能的改善折衷，特别是所述产品的屈服强度(limite d'élasticitéen traction)和韧性之间的改善折衷的产品的方法。本发明还涉及通过所述制备方法获得的产品及其用途，所述产品特别用于航空航天结构。

背景技术

开发了铝合金制得的锻制品以生产特别用于航空工业和航空航天工业的高强度零件。

含锂的铝合金在这方面非常有意义，因为每添加一个重量百分比的锂，锂可将铝的密度降低3％，并将弹性模量增加6％。特别地，同时包含镁和锂的铝合金可达到特别低的密度，因此已经被广泛研究。

专利GB 1,172,736公开了包含以重量％计的4至7％的Mg、1.5-2.6％Li、0.2-1％Mn和/或0.05-0.3％Zr、其余为铝的合金。该合金用于制造具有高机械强度、良好的耐腐蚀性、低密度和高弹性模量的产品。所述产品通过包括任选的淬火然后回火(revenu)的方法获得。例如，来自GB 1,172,736的方法的产品具有约440MPa至约490MPa的抗拉强度(résistance à la rupture)、约270MPa至约340MPa的屈服强度和约5-8％的断裂伸长率。

国际申请WO 92/03583记载了用于航空结构的合金，其具有低密度且通式为Mg_aLi_bZn_cAg_dAl_bal，其中a为0.5至10％，b为0.5至3％，c为0.1至5％，d为0.1至2％以及bal表示其余为铝。该文献还公开了获得所述合金的方法，其包括以下步骤：a)铸造具有上述组成的锭坯，b)通过热处理从所述锭坯中消除残余应力，c)通过加热并保持在该温度而均质化，然后冷却所述锭坯，d)将所述锭坯热压至其最终的厚度，e)将该压制的产品固溶处理然后淬火，f)拉伸该产品并g)通过加热并保持在该温度下来回火所述产品。

专利US 5,431,876公开了铝锂和镁或铜的三元合金组，其包括至少一种添加剂如锆、铬和/或锰。根据本领域技术人员已知的方法制备合金，例如所述已知的方法包括挤压、固溶处理、淬火、将产物拉伸2至7％然后进行回火。

专利US 6,551,424记载了制备铝-镁-锂合金制得的轧制产品的方法，所述合金具有以下的组成(以重量％计)，Mg:3.0-6.0；Li:0.4-3.0；Zn最多达2.0；Mn最多达1.0；Ag最多达0.5；Fe最多达0.3；Si最多达0.3；Cu最多达0.3；0.02-0.5选自Sc、Hf、Ti、V、Nd、Zr、Cr、Y、Be的元素；所述方法包括纵向和横向的冷轧。

专利US 6,461,566记载了具有以下组成(以重量％计)的合金，Li:1.5-1.9；Mg:4.1-6.0；Zn:0.1-1.5；Zr:0.05-0.3；Mn:0.01-0.8；H:0.9x10^-5-4.5x 10^-5和至少一种选自Be(0.001-0.2)、Y(0.001-0.5)和Sc(0.01-0.3)的元素。

专利申请WO 2012/16072记载了铝合金制得的锻制品，所述合金具有以重量％计的以下组成，Mg:4.0-5.0、Li:1.0-1.6、Zr:0.05-0.15、Ti:0.01–0.15、Fe:0.02-0.2、Si:0.02-0.2、Mn:≤0.5、Cr≤0.5、Ag:≤0.5、Cu≤0.5、Zn≤0.5、Sc<0.01、其他元素<0.05，其余为铝。特别地，所述产品根据特别地依次包括以下步骤的制备方法来获得：铸造未加工形式的合金，热变形并任选地冷变形，固溶处理然后淬火该变形产品，任选地冷变形该固溶处理和淬火的产品，并且最后在小于150℃的温度下回火该锻制品。有利地，对于轧制产品获得的冶金状态为T6或T6X或者T8或T8X状态，并且有利地，对于拉拔产品(product filé)，为(在压力淬火的情况下)T5或T5X或者T6或T6X或者T8或T8X状态。

铝-镁-锂合金制得的锻制品具有低密度，因此其在极其苛刻的航空领域中特别有利。为了在这样的领域中选择新产品，它们的性能必须相对于现有产品的性能得到显著地改善，特别是它们的性能在静态机械强度性质(特别是拉伸和压缩屈服强度、抗拉强度)与损伤容限性能(韧性、抗疲劳裂纹扩展性)之间的折衷，这些性质通常是相互矛盾的。