一种提高高锌7034铝合金硬度及拉伸性能的形变时效方法

本发明属高温合金研发及应用领域，具体涉及一种提高高锌7034铝合金硬度及拉伸性能的形变时效方法。

背景技术：

1、al-zn-mg-cu合金为可热处理强化铝合金，其常规热处理工艺为固溶处理和时效处理，强化方式主要为固溶强化和沉淀强化，但提升合金强度的同时又会降低合金的塑韧性，难以满足现代航空业需求。

2、因此，有必要提供一种更优的处理工艺以满足现代航空业的需求。

技术实现思路

1、本发明提供了一种提高高锌7034铝合金硬度及拉伸性能的形变时效方法处理工艺，包括固溶处理及塑性形变。

2、优选地，所述处理工艺中固溶处理包括以下参数：温度485±5℃、保温时间2h，室温水淬，转移时间≤25s。

3、优选地，所述塑性形变为单向冷压缩塑性形变，其具体参数为：变形速度0.2mm/min，形变量10%，保压时间5min。

4、优选地，所述高锌铝合金其化学成分质量比为zn：mg：cu：al为11.63:2.6:1.13：1；其质量占比百分比总和≥99.85%。

5、优选地，所述高锌铝合金还包括zr、fe、si、mn，其质量份数比为1.4：0.7：0.1：0.06，其质量占比百分比综合≤0.15%。

6、优选地，本发明所述喷射沉积高锌铝合金制备步骤如下：

7、s1：在820 ℃～880 ℃的真空炉内将高锌铝合金完全熔化后保温10 min。

8、s2：使用喷射沉积设备制备沉积态合金。

9、s3：选取沉积态合金沉积坯中心部分的柱状沉积态合金进行热挤压，获得沉积态合金棒材。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果在于；合金经形变时效工艺处理后，合金硬度峰值最高达到248 hv，同时抗拉强度和屈服强度分别达到781.1 mpa、728.4 mpa、延伸率为7.7%；相较于未形变时效工艺，形变时效工艺能够在不损失延伸率的情况下显著提高合金的拉伸性能和硬度峰值，且能缩短时效工艺达到峰值硬度的时间。

11、(2)合金经时效形变处理后，合金内部出现形变较高的区域且多沿晶界分布。平均晶粒尺寸降低，由5.7μm降至4.9μm；小角度晶界占比升高，由36.7%提升至71.9%；且合金内部出现高密度位错，以位错墙和位错胞为主。细晶强化、位错强化、晶界强化协同提升高锌合金力学性能。

12、(3))时效形变处理合金内部，主要析出相均以h¢相为主，高位度密错能够促进h¢相析出和长大。h¢相多在位错周围聚集，能够有效阻碍位错运动。

13、经实验发现，使用本发明所限定处理工艺能够有效地提高高锌合金的硬度峰值、拉伸性能以及缩短达到硬度峰值的处理时间，此外使用本发明所限定处理工艺能够在微观程度协同提升高新铝合金力学性能。

技术特征：

1.一种提高高锌铝合金硬度及拉伸性能的形变时效方法，其特征在于，对铝合金进行固溶处理后采用形变处理与时效处理。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述高锌铝合金其化学成分质量比为zn：mg：cu：al为11.63:2.6:1.13：1；其质量占比百分比总和≥99.85％。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述高锌铝合金化学成分中还包括zr、fe、si、mn，其质量份数比为1.4：0.7：0.1：0.06；其质量占比百分比总和≤0.15％。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述时效处理为100℃，处理1-24h。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述合金为喷射沉积高锌铝合金，其取材部位为沉积坯中心部分直径≤100mm，高≤200mm的柱状沉积态合金进行热挤压，获得直径≤40mm的棒材。

6.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述固溶处理温度为485±5℃，保温时间2±0.1h。

7.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述形变处理，为单向冷压缩塑性形变，形变速度为0.2-0.25mm/min，形变量为10±3％，每次压缩停止后保持时间≥5min。

8.一种高锌铝合金，其特征在于，经过权利要求1-7处理后的合金的晶粒尺寸≤4.9μm。

9.如权利要求8所述一种高锌铝合金，其特征在于，还包括经过权利要求1-7处理后的合金的小角度晶界占比≥71.9％。

10.如权利要求8所述一种高锌铝合金，其特征在于，还包括经过权利要求1-7处理后的合金的纳米级析出η’相析出率≥50％。

技术总结
本发明公开了提高高锌铝合金硬度及拉伸性能的形变时效方法，属于高温合金研发及应用领域。包括固溶处理、形变处理、时效处理，三种处理工艺，经试验证明处理后高锌铝合金在保持其延伸率的情况下，硬度、抗拉强度及屈服强度均存在显著提升。

技术研发人员：郭洪飞,孙数理,侯小虎,郭文霞,雷丙旺,陈晓东
受保护的技术使用者：内蒙古工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/8/26