一种高损伤容限低淬火敏感性7系铝合金厚板生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种高损伤容限低淬火敏感性7系铝合金厚板生产工艺，属于铝合金制造技术领域，包括以下步骤：铝锭制备、均匀化处理、热轧、固溶处理、预拉伸处理和时效处理；固溶处理包括一级固溶处理和二级固溶处理，一级固溶处理保温温度为465℃～468℃，二级固溶处理保温温度为476～480℃。本发明专利技术通过采用双级固溶处理，可在提高合金固溶效果的同时，缩短合金在高温区的固溶时间，抑制其再结晶过程，进而提高合金的强度并降低其淬火敏感性。高合金的强度并降低其淬火敏感性。高合金的强度并降低其淬火敏感性。

【技术实现步骤摘要】
一种高损伤容限低淬火敏感性7系铝合金厚板生产工艺


[0001]本专利技术属于铝合金材料
，涉及一种高损伤容限低淬火敏感性7系铝合金厚板生产工艺。

技术介绍

[0002]Al
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Zn
‑
Mg
‑
Cu合金作为一种可热处理型高强度铝合金材料，具有强度高和可加工性好的特性，广泛用于各类飞行器的结构材料。随着航空工业的不断进步，飞机也向着快速化、大型化趋势快步发展，同时飞行器的服役环境也愈加严苛，这些都对飞机材料的各项性能提出了更高的要求。飞机材料选择上从过去单一追求材料的静态强度，向高的强度、韧性、抗腐蚀、抗疲劳等综合性能要求发展。
[0003]各大飞机制造商为解决飞机结构件铆接和焊接带来的一些问题，对航空结构件的设计逐渐向大型化、整体化趋势发展。通过对预拉伸厚板数控加工的方式生产出大尺寸结构件，能够有效减少零件和接头数量，减少装配量，提高结构强度，这也使铝合金厚板的截面尺寸不断增加，并对合金的淬透性提出了更高的要求。
[0004]损伤容限是强度、韧性、抗腐蚀、抗疲劳裂纹扩展的综合体现，而强度和韧性是一对矛盾体，提升强度的同时，会造成韧性的损失。由于Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Cu合金的合金元素含量高，难以避免的引起铸锭中存在宏观偏析、枝晶偏析以及共晶组织、粗大化合物分布不均，都将影响后续板材的断裂韧性、疲劳性能和抗腐蚀能力，这些共同制约了Al
‑
Zn
‑
Mg/>‑
Cu合金的应用。传统Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Cu合金，如7075等，已无法满足这些需求，因此当前需要从成分优化、改进热处理工艺入手，开发出具有高强、高韧、高抗应力腐蚀、高淬透性等综合性能优良的铝合金厚板材料。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种高损伤容限低淬火敏感性7系铝合金厚板生产工艺，以提高板材的强度。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种高损伤容限低淬火敏感性7系铝合金厚板生产工艺，包括以下步骤：铝锭制备、均匀化处理、热轧、固溶处理、预拉伸处理和时效处理；固溶处理包括一级固溶处理和二级固溶处理，一级固溶处理保温温度为465℃～468℃，二级固溶处理保温温度为476～480℃。
[0008]可选地，时效处理为双级时效处理，包括一级时效处理和二级时效处理，一级时效处理温度为90～120℃，保温4～6h；二级时效处理温度为150～170℃，保温16～20h。
[0009]可选地，预拉伸处理的拉伸量2～3％。
[0010]可选地，一级固溶处理保温2h，二级固溶处理保温1h。
[0011]可选地，均匀化处理为双级均匀化处理，包括一级均匀化处理和二级均匀化处理；一级均匀化处理：定温320～400℃，保温2～4h，升温速率小于40℃/h；二级均匀化处理：定
温460～465℃，保温16～20h；一级均匀化处理到二级均匀化处理的温升速率小于5℃/h，并在保温结束后进行快速降温。
[0012]可选地，热轧包括将均匀化后的铝锭锯切头尾，铣去凝壳层，在400℃～450℃保温3h后轧制，并保证终轧温度为430
±
20℃，在轧制倒数第二道次之前有不少于3道次的大压下量道次，单道次压下量不小于50mm。
[0013]可选地，铝锭的配料按照以下合金元素质量百分比进行配料：Si含量≤0.05％、Fe含量≤0.08％、Cu含量1.6～2.0％、Mn含量≤0.1％、Mg含量1.6～2.0％、Cr含量≤0.05％、Zn含量7.6～8.2％、Ti含量0.01～0.03％、Zr含量0.1～0.12％、其余单个杂质含量≤0.05％，杂质合计含量≤0.15％，余量为Al。
[0014]可选地，铝锭中Zn/Mg质量比值为4.0～5.0。
[0015]可选地，铝锭中Zn/Mg质量比值为4.2。
[0016]可选地，铝锭的配料按照以下合金元素质量百分比进行配料：Si：0.029％、Fe：0.072％、Cu：1.86％、Mn：0.002％、Mg：1.92％、Cr：0.003％、Zn：8.02％、Ti：0.027％、Zr：0.11％，余量为铝。
[0017]本专利技术的有益效果在于：
[0018]1.本专利技术通过采用双级固溶处理，可在提高合金固溶效果的同时，缩短合金在高温区的固溶时间，抑制其再结晶过程，进而提高合金的强度并降低其淬火敏感性。
[0019]2.本专利技术通过采用双级时效处理，能够使合金获得更多的细小弥散强化相，减小了溶质原子浓度和空位浓度下降带来的不利影响，从而达到降低淬火敏感性的目的，在保证合金强度的前提下，提高了合金的韧性和抗腐蚀性能。
[0020]3.本专利技术的铝合金Zn/Mg质量比值为4.0～5.0，在时效过程中更易形成η相，尺寸更小的η相使合金的强度大幅提高；同时Mg元素含量的降低，可使其他主合金元素溶解度提高，在固溶淬火过程中合金析出形成η相的驱动力减小，进而降低了合金的淬火敏感性。
[0021]4.本专利技术的铝合金中添加有Zr元素，取代了一部分Mn和Cr元素，有益于提高合金的淬透性，同时通过选择合适的双级均匀化温度和时间并在均匀化结束后快速冷却，使合金中形成大量弥散分布的Al3Zr粒子并阻止其长大，对后续板材的断裂韧性、疲劳性能、抗应力腐蚀能力和淬透性产生积极影响。
[0022]5.本专利技术在轧制时采用单道次大于50mm的大压下量工艺，利用强变形机制带来的温升提高终轧温度可减少轧制过程中的动态再结晶，降低轧制变形储能和后续固溶过程中的组织再结晶程度，有利于提高合金强度、降低淬火敏感性。
[0023]6.本专利技术在轧制时采用多道次轧制，利用强变形和表层及心部的软硬度差，对心部的晶粒和粗大第二相化合物产生充分的破碎细化，使心部和表层组织和性能差异减小，细小的晶粒和断续分布的第二相化合物有利于提高成品的强度、断裂韧性及抗腐蚀性能。
[0024]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0026]图1为实施例1的金相组织；
[0027]图2为对比例3的金相组织。
具体实施方式
[0028]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高损伤容限低淬火敏感性7系铝合金厚板生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：铝锭制备、均匀化处理、热轧、固溶处理、预拉伸处理和时效处理；固溶处理包括一级固溶处理和二级固溶处理，一级固溶处理保温温度为465℃～468℃，二级固溶处理保温温度为476～480℃。2.根据权利要求1所述的一种高损伤容限低淬火敏感性7系铝合金厚板生产工艺，其特征在于：时效处理为双级时效处理，包括一级时效处理和二级时效处理，一级时效处理温度为90～120℃，保温4～6h；二级时效处理温度为150～170℃，保温16～20h。3.根据权利要求1所述的一种高损伤容限低淬火敏感性7系铝合金厚板生产工艺，其特征在于：预拉伸处理的拉伸量2～3％。4.根据权利要求1所述的一种高损伤容限低淬火敏感性7系铝合金厚板生产工艺，其特征在于：一级固溶处理保温2h，二级固溶处理保温1h。5.根据权利要求1所述的一种高损伤容限低淬火敏感性7系铝合金厚板生产工艺，其特征在于：均匀化处理为双级均匀化处理，包括一级均匀化处理和二级均匀化处理；一级均匀化处理：定温320～400℃，保温2～4h，升温速率小于40℃/h；二级均匀化处理：定温460～465℃，保温16～20h；一级均匀化处理到二级均匀化处理的温升速率小于5℃/h，并在保温结束后进行快速降温。6.根据权利要求1所述的一种高损伤容限低淬火敏感性7系铝合金厚板生产工艺，其特征在于：热轧包括将...

【专利技术属性】
技术研发人员：景子毅，祖立成，程素玲，赵俊才，付彦军，赵传星，白凯，
申请(专利权)人：天津忠旺铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：