[发明专利]一种大幅提高超高强铝合金横向纵向塑性及各向同性的方法

说明书

技术领域

本发明是一种超高强铝合金横向纵向塑性及各向同性大幅提高的方法，具体地说是一种综合利用热压缩、ECAP、预回复、固溶、时效技术来提高超高强铝合金塑性及各向同性的方法。

背景技术

Al-Zn-Mg-Cu（7000）合金是一类重要的具有高强度、低密度及良好的热加工性能等优点有合金材料，是航空航天领域首选的结构材料。近年来，在我国航空航天、武器装备和交通运输的发展的推动下，7000系超高强铝合金也成为了研究的热点。但是该合金的不足之处是脆性大，塑性差。

为了满足不同条件下的使用要求，合金的塑性必须得到提高。合金成份的调整和强化处理工艺的调整是提高合金性能的主要方法。等通道转角挤压简称ECAP，作为强烈塑性变形方法的一种，相比于传统塑性变形方法，具有巨大的优势，在ECAP的作用下，合金的晶体取向可以得到调整，并且ECAP会引入高密度的位错，使晶粒再结晶，促进晶粒等轴化和晶体长大，有效地细化材料的内部结构，从而提高合金的塑性和各向同性。另一方面，ECAP挤压过程材料几乎无变形，可以重复挤压。

迄今为止，尚未有一种具有自主知识产权的提高超高强铝合金的横向纵向塑性和各向同性的方法可供使用，在一定程度上制约了我国航空航天、武器装备和交通运输的发展。因此结合提高7000系合金的几种主要方法改善该合金脆性大，塑性差，各向差异大的缺点，对提高超高强铝合金的塑性和各向同性具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有的Al-Zn-Mg-Cu（7000）超高强铝合金塑性差和各向同性差异大等的问题，发明一种提高超高强铝合金横向纵向塑性和各向同性的方法。

本发明的技术方案是：

一种大幅提高超高强铝合金横向纵向塑性及各向同性的方法，其特征在于它由前处理和后处理组成，所述的前处理为依次进行的一次热压缩、等通道转角挤压和预回复处理，所述的后处理为后续强化热处理。

所述的一次热压缩是将超高强铝合金加热至400±5℃，保温2±0.5h后进行变形量不小于50%的压缩变形。本发明的400±5℃是指温度为395-405之间的任意温度，2±0.5h是指1.5-2.5小时之间的任意时间，下同。

所述的等通道转角挤压是将经过一次热压缩的超高强铝合金再次加热至400±5℃，保温2±0.5h后放入模具中进行等通道转角挤压处理。

4.根据权利要求1所述的大幅提高超高强铝合金横向纵向塑性及各向同性的方法，其特征是所述的预回复处理是将经过等通道转角挤压处理的超高强铝合金进行250±5℃× 24±1h 、300±5℃× 6±1h和400±5℃× 6±1 h的预回复退火处理。

所述的后续强化热处理为固溶处理+时效处理。

所述的固溶处理是指对经过预处理的超高强铝合金进行450±5℃×2±0.5h、460±5℃×2±0.5h和470±5℃×2±0.5h的强化固溶处理；所述时效处理是指将经过固溶处理的超高强铝合金在常温下立即进行水淬，水淬温度为25±5℃，然后进行100℃× 6h～48 h（梯度为6h）或120℃×6 h~48 h（梯度为6h）的时效处理。

所述的超高强铝合金为经过均质化处理的挤压态7000系（Al-Zn-Mg-Cu）合金，它主要由铝（Al）、锌（Zn）、镁（Mg）、铜（Cu）、锆（Zr）、锶（Sr）组成，其中锌（Zn）的质量百分比10.78~13.01%，镁（Mg）的质量百分比为2.78~3.16%，铜（Cu）的质量百分比2.59~2.8%，锆（Zr）的质量百分比0.204~0.22%，锶（Sr）的质量百分比0.047~0.0757%，余量为铝和少量杂质元素，各组份的质量百分比之和为100%。

本发明的有益效果：