一种提高铝锂合金电子束焊接头耐蚀性能的焊后热处理方法.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CN106498319A(43)申请公布日2017.03.15(21)申请号201611091302.X(22)申请日2016.12.01(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市白下区御道街29号(72)发明人王少刚黄燕(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252代理人戴朝荣(51)Int.Cl.C22F1/057(2006.01)C21D9/50(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种提高铝锂合金电子束焊接头耐蚀性能的焊后热处理方法(57)摘要本发明公开了一种提高铝锂合金电子束焊接头耐蚀性能的焊后热处理方法。步骤如下：第一步，空气循环炉内进行固溶处理，工艺过程为将铝锂合金电子束焊接头加热至510℃，保温1h，水冷淬火；第二步，将固溶处理后的焊接接头在鼓风干燥箱中进行150℃×14h时效处理；第三步，将第一次时效处理后的焊接接头在鼓风干燥箱中进行160℃×12h时效处理；第四步，将第二次时效处理后的焊接接头在鼓风干燥箱中进行130℃×16h时效处理。经过焊后固溶+三级时效处理，接头焊缝金属及热影响区中的强化相充分析出，提高了焊缝区域强化相的体积分数，同时细化了接头区域的组织晶粒，并改善了接头区域微观组织分布的均匀性，在大大提高接头力学性能的同时，改善和提高了焊接接头的耐腐蚀性。CN106498319ACN106498319A权利要求书1/1页1.一种提高铝锂合金电子束焊接头耐蚀性能的焊后热处理方法，其特征在于步骤如下：第一步，选用Al-Cu-Li合金板材，首先采用电子束工艺将其进行对接焊，然后对铝锂合金电子束焊接头在空气循环炉内进行固溶处理，工艺过程为将铝锂合金电子束焊接头加热至510℃，保温1h，水冷淬火；第二步，将固溶处理后的焊接接头在鼓风干燥箱中进行150℃×14h时效处理；第三步，将第一次时效处理后的焊接接头在鼓风干燥箱中进行160℃×12h时效处理；第四步，将第二次时效处理后的焊接接头在鼓风干燥箱中进行130℃×16h时效处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第一步中，选用厚度为4mm的Al-Cu-Li合金板材，其化学成分为(wt％)：Al-3.2Cu-0.31Mg-0.96Li-0.11Zr。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第二步中，将固溶处理后的焊接接头在鼓风干燥箱中进行150℃×14h时效处理，以促进强化相T1(Al2CuLi)、θ(Al2Cu)等在接头区域析出。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第三步中，将第一次时效处理后的焊接接头在鼓风干燥箱中进行160℃×12h时效处理，以进一步促进强化相T1(Al2CuLi)、β′(Al3Zr)等在接头区域析出，提高接头区域强化相的体积分数，消除了接头区域的无沉淀析出带。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第四步中，将第二次时效处理后的焊接接头在鼓风干燥箱中进行130℃×16h时效处理，促进强化相β′(Al3Zr)等在接头区域析出的同时，使接头区域的微观组织得到细化，并改善了微观组织分布的均匀性。2CN106498319A说明书1/6页一种提高铝锂合金电子束焊接头耐蚀性能的焊后热处理方法技术领域[0001]本发明属于金属材料加工处理及其腐蚀防护技术领域，具体涉及一种提高铝锂合金电子束焊接头耐腐蚀性能的焊后热处理方法。背景技术[0002]铝锂合金作为一种新型结构材料，具有比强度高、比模量高、密度低以及超塑性等优异的性能。用铝锂合金代替其它铝合金材料，可使构件质量减轻10％～15％，刚度提高15％～20％，因此在航空航天等领域中具有广泛的应用前景。在工业生产中，铝锂合金大多作为焊接结构使用。铝锂合金在焊接过程中存在焊接热裂纹倾向大、易产生焊缝气孔、焊接接头软化等不足。与其它熔化焊方法相比，能量集中的电子束焊工艺用于铝锂合金的焊接具有较大优势。但由于Li是一种活泼性较强的元素，使铝锂合金及其焊接接头在潮湿和盐雾等环境中具有较高的腐蚀敏感性，尤其是晶间腐蚀和剥蚀敏感性高，使铝锂合金构件在实际使用中容易受到腐蚀破坏，甚至失效。[0003]晶间腐蚀(IntergrannlarCorrosion，IGC)是一种由组织电化学不均匀性引起的局部腐蚀，其主要特征是腐蚀裂纹沿着金属晶粒间的分界面即晶界扩展，形成网状腐蚀形貌。对于铝锂合金电子束焊接头，不当的热处理制度可能促进连续腐蚀通道在晶界处形成，由于合金中沉淀相的电位与周围晶粒不同，且相对于周围晶粒为阳极而构成腐蚀电池，因此会加速晶间腐蚀。剥蚀(ExfoliationCorrosion，EXCO)过程是在与合金表面平行的次表面有选择性地开始，当腐蚀产物在晶界处堆积时，腐蚀产物