[发明专利]一种超强高韧高延伸率7XXX系铝合金及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种超强高韧高延伸率7XXX系铝合金及其制备工艺，按重量百分比计，包含Zn 8.5‑9.2%、Mg2.2‑2.4%的、Cu1‑1.6%、Zr 0.1‑0.2%、Ti0‑0.05%、杂质0‑0.1%，余量为Al。本发明的7XXX系铝合金。本发明的7XXX系铝合金的强度为640‑700MPa，延伸率为12‑16%。而现有铝合金产品难以实现高强、高延展率的兼顾。

技术领域

本发明涉及一种超强高韧高延伸率7XXX系铝合金及其制备工艺，属于铝合金技术领域。

背景技术

铝合金具有密度小、强度高、加工性能好等优点，广泛应用于航空航天等行业，特别是随着国家航天运载与国防建设领域的高速发展，对结构材料的性能要求不断提高，相对于传统的2xxx铝合金和Al-Li合金，7xxx系铝合金所具有的高强度、低密度和良好的抗腐蚀性能等特点使其在航空航天领域有着广泛的应用。

目前进一步提高7XXX系铝合金强度的主要手段是增加锌、镁主合金元素含量，提升晶内析出相密度，但一味提高锌、镁含量会导致合金的抗腐蚀能力及断裂韧性下降，降低材料的可靠性。另外，由于7XXX铝合金所具有的高强特性，导致其加工性能较差，成型成本较高，削弱了其应用范围。

发明内容

针对以上背景技术中提到的7XXX系铝合金所面临的不足与困境，本发明在于提供一种超强高韧高延伸率7XXX系铝合金及其制备工艺，以获得具有超高强度且高延伸性能与加工性能的铝合金。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种超强高韧高延伸率7XXX系铝合金，按重量百分比计，包含Zn 8.5-9.2％、Mg2.2-2.4％的、Cu1-1.6％、Zr 0.1-0.2％、Ti0-0.05％、杂质0-0.1％，余量为Al。

按重量百分比计，包含Zn 8.5-9％、Mg2.05-2.25％、Cu1.4-1.6％、Zr 0.1-0.2％、Ti0.01-0.05％、杂质0-0.1％，余量为Al。

按重量百分比计，包含Zn 8.6-8.8％、Mg2.15-2.4％、Cu1.45-1.55％、Zr 0.14-0.18％、Ti0.02-0.04％、杂质0-0.06％，余量为Al。

如上所述的超强高韧高延伸率7XXX系铝合金的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)以高纯铝、工业纯锌、工业纯镁、铝铜中间合金、铝锆中间合金、钛剂为原料，其中，高纯铝的纯度≥99.95wt％，工业纯锌的纯度≥99.95wt％，工业纯镁的纯度≥99.99wt％，铝铜中间合金中铜的含量占比≥50wt％，铝锆中间合金中种锆的含量占比≥5wt％，钛剂中钛含量占比≥75wt％；

按配比折算并称取各原料，混合，置于高温炉内加热，熔化，获得熔体；

(2)将步骤(1)中熔体搅拌均匀后，取样，使用光谱仪进行检测，根据实际成分偏差进行补料；

(3)精炼除渣；

(4)铸造，获得铸锭；

期间，铸造操作温度控制在690-710℃，铸造操作过程中控制熔体中氢含量不超过0.1ml/100g；

(5)对步骤(4)中获得的铸锭进行均匀化处理：先升温至380-420℃，保温10-14h，再升温至450-500℃，保温20-28h后，随炉冷却至275-325℃，出炉空冷至室温；

(6)对均匀化处理后的铸锭进行固溶处理；期间，先升温至450-500℃，保温1.5-4.5h，随后在室温水中淬火；

(7)将固溶处理后的铸锭置于100-140℃条件下，时效处理20-28h，获得铝合金成品。