[发明专利]一种铝合金材料组织遗传性的调控方法及7085铝合金厚板的制备方法

说明书

本申请实施例提供一种铝合金材料组织遗传性的调控方法及7085铝合金厚板的制备方法，涉及金属材料加工技术领域。铝合金材料组织遗传性的调控方法是制备铝合金铸坯的此过程中，采用以下三种调控方式中的至少两种对材料组织进行调控：配制铝合金原料时加入细晶固体料；将铝合金熔体进行过热处理；采用冲击打印的方式成型。7085铝合金厚板的制备方法主要是配制铝合金原料，并加入细晶固体料，加热熔化得到铝合金熔体，将铝合金熔体进行过热处理、冲击打印，得到铝合金铸坯；将铝合金铸坯进行变形处理、热处理、加工，得到7085铝合金厚板。调控方法和7085铝合金厚板的制备方法能够获得具有最佳遗传基因的材料，从而保证最终产品具有优异的晶粒组织和力学性能。

技术领域

本申请涉及金属材料加工技术领域，具体而言，涉及一种铝合金材料组织遗传性的调控方法及7085铝合金厚板的制备方法。

背景技术

金属材料的组织遗传性是指原材料的微观组织和质量对合金熔体之间，以及凝固条件对最终产品的微观结构之间产生的特殊影响，即“遗传效应”。将铸态组织中获得这种优异组织的行为称为“遗传基因的储存”或“遗传信息的储存”，将遗传基因的组成单元称为“遗传基因序列”。遗传基因会随着金属材料的深加工和热处理过程进行传递，最终表现在最终产品组织中具有这种遗传性，称为“遗传表达”，拥有这种遗传基因的材料将会表现出优异的力学性能及其他综合性能。

目前，对铝合金组织遗传性的研究还很少，虽然有研究者研究发现了铝合金原材料配料过程中加入的固体料(原始炉料)的组织对最终产品微观组织的影响，研究了细化剂(如Al-Ti-B)的组织对铸态组织的影响。但是这些研究都未全面解释铸态组织中的遗传基因及遗传基因是如何影响材料性能的，更加无法知晓如何全面调控使铝合金材料具有优异的微观组织和遗传基因。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种铝合金材料组织遗传性的调控方法及7085铝合金厚板的制备方法，能够获得具有最佳遗传基因的材料，从而保证最终产品具有优异的晶粒组织和力学性能。

第一方面，本申请实施例提供了一种铝合金材料组织遗传性的调控方法，其包括以下步骤：

将铝合金原料加热熔化得到铝合金熔体，使铝合金熔体成型得到铝合金铸坯；在此过程中，采用以下三种调控方式中的至少两种对材料组织进行调控：配制铝合金原料时加入细晶固体料；将铝合金熔体进行过热处理；采用冲击打印的方式成型。

在上述技术方案中，发明人在实现本申请的过程中发现：固态金属源于液态金属，任何铸造工艺的凝固过程都是从金属液体开始的，液态金属的结构和性质必然会影响凝固初期的成核过程，从而影响最后的固态金属的晶粒组织和力学性能；再往源头看，铝合金产品的组织和性能一定程度上取决于原材料的微观组织和质量，其原始状态会对合金熔体及最终产品微观结构产生特殊影响。发明人发现：配制铝合金原料时加入细晶固体料，熔体过热处理，熔体冲击打印都能帮助获得细小均匀的晶粒组织，通过选择三种调控方式中的至少两种，就能够对材料组织进行调控，以获得合适晶体组织。各调控方式的作用原理如下：

配制铝合金原料时加入细晶固体料，在熔化过程中，会形成亚稳态胶状悬浮粒子(即原子集团)，原子集团由大到小逐渐分裂，当外部条件使分离终止并保留一部分较小的原子集团时，原始细晶固体料中的一些结构信息就有可能被保留下来，并遗传给后来的晶体。对熔体而言则存在着微观不均匀性，熔体是由成分和结构不同的游动的有序原子集团与它们之间的各种组元原子呈紊乱分布的无序带所组成；在原子集团的内部，原子的排列和结合与原有固体相似；原子集团和无序带均是熔体的独立组成物，它们由于热能的起伏不断局部地相互退化和重生，这种原子集团会促进形核，起到细化作用。

铝合金熔体(液态金属)的过热处理就是在熔炼时，把铝合金熔体再加热到液相线以上一定温度，然后再进行熔铸处理，过热处理能够充分发挥材料的潜力，提高材料的性能，显著改善铸锭的质量。