[发明专利]一种高强高韧二元铝锂合金形变热处理方法

说明书

本发明提供一种高强高韧二元铝锂合金形变热处理方法，首先将制备的二元铝锂合金铸锭进行均匀化处理；然后利用累积叠轧加工技术，将铝锂合金预轧后得到2mm厚的板材，将板材经表面处理后，将两块板材叠起来后用铝丝固定两端，在室温下轧制为厚度为2mm的板材，重复此过程至五道次，最终得到厚为2mm的多层二元铝锂合金板材；最后进行时效处理。累积叠轧加工变形和时效热处理工艺相互促进。使得在不添加稀土等其它合金化元素的情况下，在最简单的二元铝锂合金成分基础上获得了优异的强度及塑性，其抗拉强度可达到353MPa，延伸率达到11.7％。这种工艺极大的降低了成本，且工艺简单，易实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种合金形变热处理方法，尤其涉及一种高强高韧二元铝锂合金形变热处理方法，属于铝锂合金形变热处理领域。

背景技术

合金化对于发展传统工程材料发挥了巨大的作用。为了满足人类社会发展对于材料性能不断提出的新要求,材料中添加的合金元素越来越多,元素周期表中几乎所有可能的元素都被用于材料的合金化。但是,材料的高度合金化不但使材料发展越来越依赖资源,也使材料的回收再利用变得愈发困难。当前,资源短缺使得材料的可持续性受到广泛关注,而回收再利用是其中的关键环节之一。合金化带来的另一个问题是材料成本的急剧增加,尤其是添加了稀土元素的合金材料。此外,合金元素的加入对材料性能的提升作用也逐渐趋于饱和。过度依赖合金化的现代材料技术似乎陷入了这样一种窘境：为了获得更好的使役性能,材料中添加的合金元素越来越多；与此同时,又不得不承受材料成本增加和回收难度急剧攀升的问题。在此背景下，材料的“素化”越来越受到人们的重视，即不(或少)依赖合金化并大幅度提高材料的综合性能。在材料成分尽可能简单的前提下,通过调控材料内部的缺陷(如：位错、层错等)密度来制造出高性能可持续发展的“素材料”。

累积叠轧技术(ARB)能在变形过程中产生大量位错，提高材料的力学性能。时效处理能使合金析出强化相，也能提高材料的力学性能。通过调控累积叠轧加工变形和时效热处理工艺良好的结合，能更进一步提高材料的力学性能，从而使材料在不依赖于合金化的前提下仍能获得优异的力学性能。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种降低成本、工艺简单的高强高韧二元铝锂合金形变热处理方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种高强高韧二元铝锂合金形变热处理方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤一：二元铝锂合金的制备；

步骤二：将制备的二元铝锂合金铸锭进行均匀化处理；

步骤三：将步骤二得到的铝锂合金切成5mm厚的板材，在400℃预轧后得到2mm厚的板材并切成多块尺寸为100mm×30mm×2mm的轧板；

步骤四：将步骤三得到的100mm×30mm×2mm尺寸的板材经表面处理后，将两块板材叠起来后用铝丝固定两端，在室温下轧制为厚度为2mm的板材，将得到板材重新切成与初始板材大小一致，重复此过程至五道次，最终得到厚为2mm的多层二元铝锂合金板材；

步骤五：将步骤四所得的厚为2mm的板材进行时效处理。

本发明还包括这样一些特征：

所述二元铝锂合金的成分和质量百分含量为Li：1.5-3.0％，其余为铝；

所述步骤二中的均匀化处理的具体工艺为：均匀化处理温度为450-550℃，均匀化处理的时间为8-24h；

述步骤三中的轧制过程中轧辊转速为78.5-157.0mm/s，每次轧制下压量均为1mm；

所述步骤四中的表面处理具体为在丙酮浴中脱脂处理后然后将其表面刮刷，所述轧制过程中轧辊转速为78.5-157.0mm/s，每道次轧制下压率均为50％；