[发明专利]一种航空用高损伤容限7系铝合金厚板及其制备方法

说明书

一种航空用高损伤容限7系铝合金厚板，属于铝合金厚板生产制造技术领域，包括如下质量百分比的物质组成：0‑0.07％的Si，0‑0.08％的Fe，1.3‑1.8％的Cu，0‑0.06％的Mn，2.0‑2.5％的Mg，0.19‑0.22％的Cr，5.4‑6.0％的Zn和0‑0.06％的Ti，余量为Al和杂质。本发明在精确控制Fe、Si含量的基础上，通过采用多级均匀化来消除大尺寸铸锭偏析及残留第二相含量，并进一步通过大下压量多级热轧工艺技术来获取亚结构组织状态的方式，提高了铝合金厚板的损伤容限。

技术领域

本发明属于铝合金厚板生产制造技术领域，具体地说是一种航空用高损伤容限7系铝合金厚板及其制备方法。

背景技术

牺Al-Zn-Mg-Cu系合金具有密度小、强度高，加工性能好及低成本等优点，被广泛的应用于航空工业领域，特别是作为航空飞机的主要结构材料。

随着国内大飞机不断向国产化迈进，人们对于飞机用铝合金材料已经从最求静态强度迈向了对高强度、高损伤容限、高耐腐蚀、高疲劳性能等综合性能的要求发展。其中对于7系合金作为最佳合金被广泛的应用。7厚板作为飞机结构件、窗框、安定面等部位。

7系主合金元素含量较高，在铸锭成型过程中容易出现严重的枝晶偏析、成分偏析和内应力，同时，粗大的非平衡共晶存在于晶界，严重影响该合金的热加工性能；同时后续轧制后的组织形态对于材料的强度及断裂韧性有较大的影响；经过研究表明：化学成分、残留第二相、晶粒形态是影响大尺寸厚板性能的主要因素，而影响残留相及晶粒形态的主要工艺在铸锭成型、均热制度以及热轧工艺参数设置。本发明是通过合金成分优化、大尺寸纯净细化细晶扁锭熔铸技术、高温均匀化工艺及多级热轧工艺等发明了一种能够生产高损伤容限的7系铝合金的制备生产工艺，所生产的厚板力学性能及断裂韧性值要高于AMS 4202D标准要求。

发明内容

本发明提供一种航空用高损伤容限7系铝合金厚板，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种航空用高损伤容限7系铝合金厚板，包括如下质量百分比的物质组成：0-0.07％的Si，0-0.08％的Fe，1.3-1.8％的Cu，0-0.06％的Mn，2.0- 2.5％的Mg，0.19-0.22％的Cr，5.4-6.0％的Zn和0-0.06％的Ti，余量为Al 和杂质。

如上所述的一种航空用高损伤容限7系铝合金厚板，所述的杂质质量小于总质量的0.15％。

一种航空用高损伤容限7系铝合金厚板的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：按照铝合金成分的质量百分比准备原料，将原料置于熔炼炉中，加入重熔铝锭及相同合金废料，加热至740℃熔炼，开始熔化后加入覆盖剂，当铝合金原料60-70％熔化后，开启电磁搅拌，全部溶化后进行成分调整，加入中间合金或添加剂来调整成分，然后扒渣、取样检测化学成分，成分合适后转移熔体到保温炉；炉侧混合气体精炼30-50min，当熔体温度达到715-740℃时，静置40min后经导入烘烤后的溜槽，通过点入的方式添加细化剂，点入量控制在1.2-1.8kg/t，随后进入在线SNIF除气，随后通过溜槽进入CFF双层过滤后，进入铸造系统，浇注成铝合金铸锭；

步骤二：将铸锭步进式推进炉中，采用双级加热工艺，以40℃/小时的升温速率加热至465-475℃后，保温5-10小时，然后40℃/小时升温速率到第二级490-500℃，保温时间20小时，出炉后自然冷却；

步骤三：将均匀化后的铸锭进行锯铣，将铸造表层去掉，获取光亮的表面，锯铣后铸锭推进加热炉中，预加热温度420-450℃，保温2-10小时后，开始轧制，控制终轧温度大于等于350℃。热粗轧从440mm后热轧至38.1 mm-63.5mm厚度；