一种高强韧铝合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110172623A(43)申请公布日2019.08.27(21)申请号201910183759.0(22)申请日2019.03.11(71)申请人中国航发北京航空材料研究院地址100095北京市海淀区北京市81号信箱科技发展部(72)发明人何维维冯朝辉赵唯一(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人陆峰(51)Int.Cl.C22C21/10(2006.01)C22C1/03(2006.01)C22F1/053(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种高强韧铝合金及其制备方法(57)摘要本发明涉及到一种高强韧铝合金及其制备方法。按重量百分比计，其合金成分为：Zn9.0％～10.0％，Mg3.0％～3.8％,Cu1.8％～2.2％，Zr0.04％～0.20％，Sc0.10％～0.20％，Si≤0.08％,Fe≤0.10％，Ti≤0.10％，其它杂质单个≤0.05％，总量≤0.15％，余量为Al。按合金成分配料，将原料融化，经炉内精炼、静置后，通过快速凝固喷射成形的方法制成合金锭。合金锭分阶段均匀化后通过挤压、轧制或锻造成型，材料经分级固溶后淬火进行人工强制时效后可供加工零件使用。锻件固溶处理后淬火，固溶温度为473℃。淬火后锻件进行峰值时效热处理，峰值时效80℃/16h+135℃/16h。本发明显微组织均匀、性能稳定，极限抗拉强度可达800MPa以上，同时其延伸率高于10％、T-L方向断裂韧性可达30MPam1/2。可用于航空航天、核工业、交通运输、体育用品、兵器等领域的结构零件。CN110172623ACN110172623A权利要求书1/1页1.一种高强韧铝合金，其特征在于，7000系高强韧铝合金成分重量百分比为：Zn9.0％～10.0％，Mg3.0％～3.8％,Cu1.8％～2.2％，Zr0.04％～0.20％，Sc0.10％～0.20％，Si≤0.08％,Fe≤0.10％，Ti≤0.10％，其它杂质单个≤0.05％，杂质总量≤0.15％，余量为Al。2.根据权利要求1所述高强韧铝合金，其特征在于，Zn元素含量百分比为：Zn9.5％～10.0％。3.根据权利要求1所述高强韧铝合金，其特征在于，Mg元素含量百分比为：Mg3.3％～3.8％。4.根据权利要求1所述高强韧铝合金，其特征在于，7000系高强韧铝合金采用Zr、Sc复合微合金化，Zr、Sc元素含量百分比分别为：Zr0.08％～0.20％,Sc0.15％～0.20％。5.如权利要求1所述高强韧铝合金的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：(1)按合金的化学成分及重量百分比要求配料；(2)合金锭制备采用快速凝固喷射成形的方法，工艺过程按7075等合金常规工艺进行；(3)在加热炉内对合金锭进行均匀化处理，均匀化工艺分两阶段执行，第阶段均匀化温度为420℃，保温时间为6小时；第二阶段均匀化温度为460℃/8h+470℃/28h；(4)将均匀化后的合金锭扒皮后经挤压、轧制或锻造成形，成形工艺按7075合金常规工艺进行；(5)成形后材料固溶处理后淬火，固溶温度为473℃；(6)淬火后材料进行多级峰值时效热处理，峰值时效80℃/16h+135℃/16h。6.权利要求5所述高强韧铝合金的制备方法，其特征在于，步骤(6)的峰值时效工艺参数为：110℃～175℃/不低于4h。7.权利要求5所述系高强韧铝合金的制备方法，其特征在于，步骤(6)的7000系高强韧铝合金过时效工艺制度为：80℃/10h～24h+105℃～145℃/不低于4h+150℃～180℃/6h～30h。2CN110172623A说明书1/3页一种高强韧铝合金及其制备方法[0001]所属领域[0002]本发明涉及一种新型的Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金锻件及其制备方法，属于金属材料工程领域。采用本方法生产的新型铝合金制品具有优异的强度及断裂韧性，其极限抗拉强度可达800MPa以上，同时延伸率高于10％、T-L方向断裂韧性可达30MPam1/2以上。该材料制品可用于航空航天、核工业、交通运输、体育用品、兵器等领域的结构元件。背景技术[0003]近年来，随着铝冶金装备技术及冶金学基础技术水平的提高，铝合金的发展趋势为高纯净、高性能及高合金化，600MPa级铝合金逐步实现工程化，发展采用粉末冶金技术制备的800MPa级的铝合金。本发明为一种超高强高韧铝合金，采用高镁、高锌配比，同时添加Zr、Sc元素实现复合微合金化，通过低温初级预时效方法使得沉淀析出相弥散、均匀，配合多级峰值时效或多级过时效工艺，本发明的铝合金抗拉强度可达800MPa以上，T-L向KⅠc可达30MPam1/2以上的高强高韧铝合金，在航空航天、核工