一种改善Al-Zn-Mg-Cu合金板材性能的方法与流程

本发明属于铝合金热处理，具体涉及一种改善al-zn-mg-cu合金板材性能的方法。

背景技术：

1、通常，al-zn-mg-cu合金的峰值时效(通常是t6时效)具有良好的力学性能，但其耐腐蚀性较差，即晶间腐蚀(igc)和应力腐蚀开裂(scc)，因此阻碍了它们在关键结构框架或航空航天和陆地运输部件中的应用。为此研究者们开发了典型的双级t7x时效工艺，以提高材料的耐蚀性。但是，由于晶内析出相的生长粗化和晶间析出相的不连续，相对于t6时效状态的材料，强度损失了10%-15%。这两种时效方式均不能得到令人满意的结果，其强度和耐蚀性能总是成拮抗关系而不能兼得。

2、如今铝合金的设计与开发的目标是在使合金具有高强度的同时，兼有良好的塑性和耐蚀性，才能满足航空重要结构材料对于材料性能的高要求。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种改善al-zn-mg-cu合金板材性能的二级时效工艺，以满足航空航天领域对铝合金热处理工艺的需求。

2、为实现上述目的，本发明提出如下解决方案：

3、本发明提供一种改善al-zn-mg-cu合金板材性能的方法，包括：

4、将al-zn-mg-cu合金板材依次进行双级退火处理、固溶处理和双级时效处理，所述双级时效处理依次包括第一级时效、冷变形和第二级时效。

5、作为优选，所述第一级时效的温度为110-130℃，所述第一级时效的保温时间为20-30h。

6、作为优选，所述第二级时效的温度为140-160℃，所述第二级时效的保温时间为0.25-0.75h。

7、作为优选，所述冷变形的变形量为1-20%，进一步优选为6-10%。

8、作为优选，所述第二级时效后还包括水冷淬火至室温；所述淬火的转移时间小于5s。

9、作为优选，所述双级退火处理包括：先于120-160℃保温40-60h，然后于280-320℃保温0.5-2h；所述退火后空冷至室温。

10、作为优选，所述固溶处理包括：于465-475℃保温0.5-1.5h，然后水冷淬火至室温；所述淬火的转移时间小于5s。

11、作为优选，按质量百分比计，所述al-zn-mg-cu合金的成分为：zn 5.10~6.10%、mg2.10~2.90%，cu 1.20~2.00%，fe 0.00~0.50%，mn 0.00~0.30%，cr 0.18~0.28%，si 0.00~0.40%，杂质元素总量≤0.15%，余量为al。

12、与现有技术相比，上述技术方案之一或多个技术方案能达到以下有益效果之一：

13、相较于传统未变形双级时效处理工艺，本发明的双级时效工艺能明显改善铝合金的强度和耐蚀性，提高合金构件的安全可靠性，延长构件的使用寿命，扩大铝合金的使用范围；且本发明的方法能得到兼有强度与耐蚀性的优良的综合性能的合金，以满足对于更高耐腐蚀性和强度的部件的需求，因而能够满足航空航天、飞机或运输等不同领域对铝合金热处理工艺的需求；该处理工艺方法简单、操作方便，相对于传统t73或者t77双级时效，有效提高了热处理设备利用率，降低生产能耗，节约生产时间，节省生产成本，因而可以实现工业化应用，能替代铝合金传统热处理工艺。

技术特征：

1.一种改善al-zn-mg-cu合金板材性能的方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的改善al-zn-mg-cu合金板材性能的方法，其特征在于，所述第一级时效的温度为110-130℃，所述第一级时效的保温时间为20-30h。

3.如权利要求1所述的改善al-zn-mg-cu合金板材性能的方法，其特征在于，所述第二级时效的温度为140-160℃，所述第二级时效的保温时间为0.25-0.75h。

4.如权利要求1所述的改善al-zn-mg-cu合金板材性能的方法，其特征在于，所述冷变形的变形量为1-20%。

5.如权利要求1所述的改善al-zn-mg-cu合金板材性能的方法，其特征在于，所述冷变形的变形量为6-10%。

6.如权利要求1-5任意一项所述的改善al-zn-mg-cu合金板材性能的方法，其特征在于，所述第二级时效后还包括水冷淬火至室温；所述淬火的转移时间小于5s。

7.如权利要求1-5任意一项所述的改善al-zn-mg-cu合金板材性能的方法，其特征在于，所述双级退火处理包括：先于120-160℃保温40-60h，然后于280-320℃保温0.5-2h；所述退火后空冷至室温。

8.如权利要求1-5任意一项所述的改善al-zn-mg-cu合金板材性能的方法，其特征在于，所述固溶处理包括：于465-475℃保温0.5-1.5h，然后水冷淬火至室温；所述淬火的转移时间小于5s。

9.如权利要求1-5任意一项所述的改善al-zn-mg-cu合金板材性能的方法，其特征在于，按质量百分比计，所述al-zn-mg-cu合金的成分为：zn 5.10~6.10%、mg 2.10~2.90%，cu1.20~2.00%，fe 0.00~0.50%，mn 0.00~0.30%，cr 0.18~0.28%，si 0.00~0.40%，杂质元素总量≤0.15%，余量为al。

技术总结本发明提供一种改善Al‑Zn‑Mg‑Cu合金板材性能的方法，包括：将Al‑Zn‑Mg‑Cu合金板材依次进行双级退火处理、固溶处理和双级时效处理，所述双级时效处理依次包括第一级时效、冷变形和第二级时效。相较于传统未变形双级时效处理工艺，本发明的双级时效工艺能明显改善铝合金的强度和耐蚀性，提高合金构件的安全可靠性，延长构件的使用寿命，扩大铝合金的使用范围。本发明的方法能够得到满足航空航天、飞机或运输等不同领域对铝合金热处理工艺需求的铝合金板材，且方法简单、操作方便，适于工业化应用。技术研发人员：黄知力,姜波受保护的技术使用者：上海爱他浦工业技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29