【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料加工领域，涉及一种屈服强度高、方向敏感性极低的7085铝合金锻件的锻造方法。
技术介绍
1、7085高强铝合金广泛用于航空航天，军工以及交通运输等领域。为减重需求，迫切需求大厚截面7085系铝合金锻件支撑大型复杂零件的整体制造，而大厚截面7085系合金锻件普遍采用高温锻造工艺，易存在“死区”，即中心部位流变性能不足，无法在锻造中产生足够的形变，导致合金锻件存在强方向敏感性，主要表现为伸长率各向异性指数超过50％，不同方向断裂韧度相差30％以上，同时高向应力腐蚀性能显著低于其他方向，在设计中限制了纵向和横向性能的优势，制约了综合减重效益的提高。为解决强方向敏感性问题，现有技术中已经有了一些研究，如专利2023104747198中，就以7085铝合金为处理对象采用了多向锻造的工艺如：以100×100×100mm的7085铝合金毛坯未处理对象。将毛坯加热至460℃，保温1h，再放至340℃，保温0.5h，在340℃进行多向锻造，单次镦粗和拔长过程单向形变量为30％，锻造结束后l向从100mm锻压至70mm，得一次锻件；之后锻件加热至460℃，保温0.5h，在460℃下进行多向锻造，表面温度与心部温差为20℃，单次镦粗和拔长过程单向形变量为30％，锻造结束后t向从70mm锻压至50mm，随后空冷。该技术所得t74态锻件芯部l方向的抗拉强度563mpa、屈服强度为486mpa、延伸率为13.4％，ls方向的抗拉强度562mpa、屈服强度为481mpa、延伸率为15.0％，st方向的抗拉强度548mpa、屈服强度为45
2、本专利技术在上述研究的基础上，为了得到屈服强度更高、方向敏感性极低的7085锻件，进行了系列探索，并形成了本专利技术。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术首次得出e×e×e mm(其中其中e取值范围为180～220)大尺寸7085铝合金的锻造方法，得到了抗拉强度高、屈服强度高、延伸率高且各向异性极低的优异产品。
2、本专利技术一种低方向敏感7085系铝合金自由锻件，采用中温锻和差温锻结合的锻造方法调控锻件组织，所述合金材料及锻造热处理包括下述步骤：
3、步骤一锻件加热保温
4、将毛坯加热至a℃，保温至毛坯的心部和表面温度温差小于5℃，然后降温至b℃，在b℃保温使得毛坯的心部和表面温度温差小于5℃，得到待锻造件；所述毛坯的尺寸为e×e×e mm，其中e取值范围为180～220，
5、所述a的取值为440-480，优选为455-465；所述b的取值为320-360、优选为335-345；
6、毛坯的材质为7085系铝合金；
7、步骤二中温锻
8、对待锻造件进行中温锻；中温锻时控制始锻温度为b℃，锻件由emm锻压至fmm；得到1号中间锻件；所述f为065～0.75e、优选为0.7e；
9、步骤三中温锻后加热保温
10、对步骤二所得1号中间锻件进行加热，加热至c℃，保温至心部和表面温度温差小于5℃；得到2号中间锻件；所述c的取值为440-480，优选为455-465；
11、步骤四热锻和差温锻
12、对步骤三所得2号中间锻件进行热锻和差温锻处理；所述热锻和差温锻处理为：在c℃开始热锻，热锻至0.45～0.55e、优选为0.5e；热锻过程中对锻件表面喷淋冷却剂至表面温度达到d℃，且锻件心部的温度大于锻件表面的温度；终锻温度大于等于d℃；锻完进行空冷；得到产品；所述d的取值为360-400、优选为375-385。
13、作为优选，其中e的取值范围为195～205、更进一步优选为200。
14、本专利技术一种低方向敏感7085铝合金的锻造制作方法，在a℃的保温时间为1.5h-2.5h。
15、本专利技术一种低方向敏感7085系铝合金的锻造方法，在b℃的保温时间为1.5h-2.5h。
16、本专利技术一种低方向敏感7085系铝合金的锻造方法，在c℃的保温时间为1.5h-2.5h。
17、作为优选方案，本专利技术一种低方向敏感7085系铝合金的锻造方法，
18、步骤一中，将毛坯加热至460℃，保温2h，再放至340℃，保温2h；
19、步骤二中，中温锻的始锻温度为340℃，锻件由200mm锻压至140mm；
20、步骤三中，中温锻后加热至460℃，保温2h；
21、步骤四中，热锻始锻温度为460℃，锻件由140mm锻至100mm，且热锻过程中上下表面喷涂冷却剂，至表面温度达到380℃，使中心部位温度相对较高，终锻温度不低于380℃，锻完进行空冷本专利技术一种低方向敏感7085系铝合金的锻造方法；产品进行热处理和时效处理，得到t74态的成品；所述热处理参数为在460℃-480℃保温1.5h-2.5h，水淬；t74时效制度为在110℃-130℃保温4h-10h，然后升温至150℃-170℃保温8h-12h。
22、本专利技术一种低方向敏感7085系铝合金的锻造方法；当锻造的对象为7085铝合金时，锻造后经t74时效；得到产品；
23、产品l、lt、st三个方向中任意两方向的抗拉强度之差小于等于13mpa；且任意一个方向的抗拉强度大于等于535mpa；
24、产品l、lt、st三个方向中任意两方向的屈服强度之差小于等于12mpa；且任意一个方向的屈服强度大于等于510mpa；
25、产品l、lt、st三个方向中任意两方向的延伸率之差小于等于2.1％，且任意一个方向的延伸率大于等于13.1％。
26、本专利技术一种低方向敏感7085系铝合金的锻造方法；当锻造的对象为7085铝合金时，锻造后经t74时效；得到产品；经c环应力腐蚀后，仅有轻微裂纹；所述c环应力腐蚀的条件为：压力290mpa、时间20d。
27、原理和优势
28、本专利技术在锻造过程中，通过尺寸和锻造工艺的协同，大幅度提升了产品的屈服强度并尽可能的降低了各向异性。本专利技术所采用尺寸范围内的坯料；对其采用先中温锻再差温锻的方式使得锻造出来的锻件组织及各向性能更加均匀；其次，本专利技术在热锻过程中降低温度后的锻件表面仍高于d℃(优选为大于380℃)，保证防止表面在后续处理中过度的再结晶导致表面材料性能降低。如不按照本专利技术工序顺序进行操作，最终产品各方向性能差值将会受到一定程度影响，同时如果不按本专利技术设定的尺寸，即使工艺完全一样，其产品的各项异性明显增加，甚至产品的强度还有所下降。
29、本专利技术的优点：1.通过再结晶过程提高组织性能均匀度；2.同步提升表层心部性能；3.提高材料各部位的变形均匀性降低材料最终性能的方向敏感性，且锻件高向不会出现弱晶界的片层状晶粒组织；4.工艺组合操作简单，可以在工业生产中实现，有生产应用价值；5.锻件的方向敏感性和强韧性较同类型锻件或厚板铝合金材料具有明显优势。
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1.一种低方向敏感7085系铝合金自由锻件，其特征在于：采用中温锻和差温锻结合的锻造方法调控锻件组织，所述合金材料及锻造热处理包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低方向敏感7085系铝合金自由锻件，其特征在于：其中E取值范围为195～205。
3.根据权利要求1所述的一种低方向敏感7085系铝合金自由锻件，其特征在于：在A℃的保温时间为1.5h-2.5h。
4.根据权利要求1所述的一种低方向敏感7085系铝合金自由锻件，其特征在于在B℃的保温时间为1.5h-2.5h。
5.根据权利要求1所述的一种低方向敏感7085系铝合金自由锻件，其特征在于：在C℃的保温时间为1.5h-2.5h。
6.根据权利要求1所述的一种低方向敏感7085系铝合金自由锻件，其特征在于：当毛坯的尺寸为：200×200×200mm时，
7.根据权利要求6所述的一种低方向敏感7085系铝合金自由锻件，其特征在于：锻完进行空冷然后，产品进行热处理和时效处理，得到T74态的成品；所述热处理参数为在460℃-480℃保温1.5h-2.5h，
8.根据权利要求7所述的一种低方向敏感7085系铝合金自由锻件，其特征在于：当锻造的对象为7085铝合金时，锻造后经T74时效；得到产品；
...【技术特征摘要】
1.一种低方向敏感7085系铝合金自由锻件，其特征在于：采用中温锻和差温锻结合的锻造方法调控锻件组织，所述合金材料及锻造热处理包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低方向敏感7085系铝合金自由锻件，其特征在于：其中e取值范围为195～205。
3.根据权利要求1所述的一种低方向敏感7085系铝合金自由锻件，其特征在于：在a℃的保温时间为1.5h-2.5h。
4.根据权利要求1所述的一种低方向敏感7085系铝合金自由锻件，其特征在于在b℃的保温时间为1.5h-2.5h。
5.根据权利要求1所述的一种低方向敏感7085系铝合金自由锻件，其特征在于：在c℃的保温时间为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄兰萍，尹潇，刘文胜，肖代红，吴名冬，袁硕，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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