[发明专利]各向同性超强耐蚀铝合金轧制板材及制备方法

说明书

一种各向同性超强耐蚀铝合金轧制板材及制备方法，其特征是所述的合金主要由质量分数为12.18~12.51%的锌、2.85~3.31%的镁、1.43~2.83%的铜、0.18~0.20%的锆和0.0435~0.0598%的锶（Sr）组成，余量为铝和少量杂质元素。合金制备方法依次包括：（1）熔铸；（2）均质化退火；（3）挤压加工（挤压比12）；（4）轧制加工；（5）固溶处理；（6）时效处理。本发明制得的合金晶粒细小，X、Y、Z方向上均低于10μm，并且三个方向上平均晶粒尺寸相近，分别为8.2μm、8.7μm、9.5μm，另外X、Y方向上的抗拉强度也很接近，分别为745Mpa和760Mpa，表现出一定的各向同性，在121℃×5 h+133℃×16h时效处理下最高强度可达809.2Mpa。晶间腐蚀深度109.2μm，剥落腐蚀等级EA，具有较好的抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及一种铝合金材料，尤其是一种7000系铝合金轧制板材的制备方法，具体地说是一种各向同性超强耐蚀铝合金轧制板材及制备方法。

背景技术

高强铝合金具有低密度、高强度、高韧性、耐腐蚀、易加工、低成本、易回收、环境友好等特点，是飞机的主要结构材料。长期以来，研制强度级别更高的铝合金一直备受关注。Al-Zn-Mg-Cu系铝合金目前已被广泛应用于航空、航天及交通运输领域，为适应相关行业的发展需要，必须要研发性能更为优异的该类合金。

为了保证7000系铝合金具有超高强度，合金的锌（Zn）、镁（Mg）、铜（Cu）等合金化元素的含量必须高。以7000系铝合金为基础，为尽可能提升合金强度，合金设计时在保证高的Zn/Mg比的条件下，提升了Zn、Mg元素含量。此外，该合金设计过程中添加了微量的Zr、Sr元素，Zr元素可以通过形成共格弥散相的方式抑制再结晶，进而提升合金综合性能；Sr元素可以使得合金熔体更加纯净。通过各成分金属的优化设计和合理调配，结合后续变形加工与热处理，制备出抗拉强度超过750MPa，且各项性能均较为优异的Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金，是当前研究急需解决的问题。除合金的成分外，制备技术也非常关键。铸态铝合金往往存在气孔、夹渣、疏松等不足。轧制加工作为一种大规模工业化应用的金属塑性变形加工技术，可以有效地消除或减弱这些缺陷的影响。预回复退处理可以在合金晶粒没有明显长大的基础上，使合金组织发生回复，减小合金在固溶时的再结晶驱动力，便于合金固溶后保留小角度晶界，显著提高合金的强度，对于调控材料组织及性能具有重要作用。

目前为止，尚未有一种具有自主知识产权的强度达到750Mpa以上的各向同性耐蚀超强耐蚀铝合金轧制板材的制备方法可供使用，这一定程度上制约了我国航空航天、武器装备等工业的发展。

发明内容

本发明的目的是针对超高强Al-Zn-Mg-Cu系铝合金综合性能尚不够理想，各向同性、强度和抗腐蚀性能难以兼顾的问题，发明一种各向同性超强耐蚀铝合金轧制板材及制备方法。

本发明的技术方案之一是：

一种各向同性超强耐蚀铝合金轧制板材，其特征在于：它主要由铝（Al）、锌（Zn）、镁（Mg）、铜（Cu）、锆（Zr）和锶（Sr）组成，其中，锌（Zn）的质量百分比为12.18~12.51%，镁（Mg）的质量百分比为2.85~3.31%，铜（Cu）的质量百分比为1.43~2.83%，锆（Zr）的质量百分比为0.18~0.20%，锶（Sr）的质量百分比为0.0435~0.0598%，余量为铝和少量杂质元素，各组份的质量百分比之和为100%；所述的锌（Zn）、镁（Mg）、铜（Cu）其总质量百分比含量为16.92~18.19%。

本发明的技术方案之二是：