專利名稱：一種改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁合金熱處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是7XXX系(Al-Zn-Mg-Cu)鋁合金的熱處理方法；更具體地，本發(fā)明涉及ー種改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法。
背景技術(shù)：
7xxx系(Al-Zn-Mg-Cu系)鋁合金是典型的熱處理可強化變形鋁合金，合金鑄錠(或鑄件)的均勻化處理是使合金獲得理想均一組織及優(yōu)良綜合性能的關(guān)鍵エ藝環(huán)節(jié)之一。其合金鑄錠需要經(jīng)過變形加工及固溶時效處理后，才能使合金具有致密的結(jié)構(gòu)及理想的顯微組織，從而具有優(yōu)良的綜合性能。但是，傳統(tǒng)鋳造、半連鑄生產(chǎn)的鋁合金錠坯，其鑄態(tài)組織中通常含有大量粗大的一次凝固析出相以及明顯的溶質(zhì)元素顯微偏析，變形加工前必須 經(jīng)過均勻化熱處理以消除凝固組織中這些粗大的硬脆相，以避免變形加工過程中鑄錠的開裂。均勻化熱處理時，主要的組織變化是枝晶偏析消除、凝固過程中形成的非平衡相溶解和過飽和的過渡元素沉淀，溶質(zhì)的濃度逐漸均勻化。在均勻化熱處理過程中，不溶的過剩相也會發(fā)生聚集、球化。合理的均勻化熱處理可以促使鑄造過程中形成的非平衡結(jié)晶相溶入基體、第二相形態(tài)改變、基體成分均勻化，為后續(xù)的變形加工和固溶處理創(chuàng)造條件，同時也由于盡可能降低了合金中殘留相的數(shù)量，提高了合金的韌性、疲勞性能和淬透性。均勻化熱處理后的組織變化，會使室溫下塑性提高并使冷、熱變形エ藝性能改善，降低鑄錠變形加工過程中開裂的危險，改善熱軋帶板的邊緣質(zhì)量，提高擠壓制品的擠壓速度。同時，均勻化熱處理可降低變形抗力，減少變形功消耗，提高設(shè)備生產(chǎn)效率。均勻化熱處理可消除鑄錠殘余應(yīng)力，改善鑄錠的機械加工性能。7xxx系鋁合金，合金化程度高，在半連續(xù)鑄造凝固過程中，由于冷卻速度較快，容易形成大量的非平衡共晶組織和金屬間化合物，其鑄態(tài)組織比較復(fù)雜，主要存在的相有低熔點的Mg (Cu, Zn, Al) 2非平衡共晶相、高熔點的Al2CuMg和Al2Cu相、以及難溶的Mg2Si、Al7Cu2Fe和Al23CuFe4相等，而且成分的變化或鑄造エ藝的差別都會引起合金鑄態(tài)組織的顯著變化。在許多Al-Zn-Mg-Cu合金的鑄態(tài)組織中都可以觀察到鑄造過程中形成的粗大Al2CuMg相及少量的Al2Cu相存在；其中Al2CuMg相還可以在合金均勻化過程中由部分Mg (Zn, Cu, Al)2相轉(zhuǎn)變而來。合金中存在的富Cu或富Fe的粗大第二相(>1 U m) JnAl2CuMg,Al2Ciu Al7Cu2Fe和Al23CuFe4等相粒子,會降低合金的韌性以及淬透性能。而且，形成這些粗大的第二相，會消耗一部分主合金元素Cu，從而影響到了合金強度的提高和合金抗應(yīng)カ腐蝕性能的提高。在Al-Zn-Mg-Cu合金的制備加工及熱處理過程中應(yīng)盡可能地減少和消除Al2CuMg, Al2Cu, Al7Cu2Fe等相的粗大粒子的存在。同時,對于含Zr、Sc、Er、Mn、Y等微合金化元素的7xxx系招合金,在均勻化熱處理過程中還會析出Al3Zr、Al3Sc, Al3Er, Al6Mru Al3Y等彌散相粒子。在均勻化過程中促使Zr等元素均勻化并充分脫溶析出，獲得大量彌散細小的Al3Zr等粒子，可以使Al3Zr等粒子在后續(xù)變形加工及熱處理過程中有效發(fā)揮釘扎晶界抑止再結(jié)晶的作用?？刂艫l3Zr等粒子的形態(tài)對改善合金的淬火敏感性也具有重要的作用。通常，根據(jù)所選取溫度點和保溫時間的不同可將均勻化分為單級、雙級和多級均勻化工藝等。傳統(tǒng)的均勻化熱處理方法多采用470°C左右單級均勻化熱處理24 72h的エ藝，經(jīng)該方法處理的含Zr的7xxx系鋁合金的組織并不理想，第二相回溶不充分，而且Al3Zr粒子尺寸粗大、分布不均、失去釘扎晶界的作用；繼續(xù)升高溫度會很容易發(fā)生過燒，使材料報廢。今年來，國內(nèi)外為此開展了相關(guān)的雙級或多級均勻化熱處理方法研究，多為44(T490°C范圍內(nèi)的分級處理24 72h，經(jīng)該方法處理的含Zr的7xxx系鋁合金的組織仍不夠十分理想，要么第二相回溶充分、晶粒粗長大明顯，要么Al3Zr均勻細小、第二相回溶不充分，而且部分方法不易操控、易發(fā)生過燒現(xiàn)象。如何根據(jù)合金特點、對合金鑄錠均勻化處理過程進行準(zhǔn)確調(diào)控，實現(xiàn)對材料晶粒組織與第二相的合理調(diào)配，以提升合金組織均勻性及其綜合性能顯得至關(guān)重要，已成為當(dāng)前7xxx系鋁合金研究領(lǐng)域的技術(shù)難點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，可以針對合金成分特點、充分調(diào)控合金中第二相與晶粒組織的演變，能顯著改善合金組織的均勻性及其綜合性能。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案ー種改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，所述方法主要包含以下エ藝步驟(I)階段I (彌散相均勻細小析出):將含Zr的7xxx系鋁合金鑄錠放入熱處理加熱爐中，由室溫升溫至T1進行保溫處理，用時h，其中，300°C彡T1 ( 450 °C,Ih彡h彡24h ; (2)階段II (低熔點共晶相充分回溶)即由溫度T1升溫至T2進行保溫處理，用時セ2，其中，460°C彡T2彡480°C, Ih彡t2彡48h ；(3)階段III (高熔點相充分回溶):即由溫度T2升溫至T3進行保溫處理，用時t3，其中，480°C彡T2彡510°C，0. Ih彡t3彡16h ;
(4)完成步驟(3)，將含Zr的7xxx系鋁合金錠坯由T3溫度冷卻至室溫。本發(fā)明通過大量研究和エ業(yè)實踐發(fā)現(xiàn)，通過采用精細設(shè)計的階段均勻化熱處理方法(各階段可選擇單級或多級處理)，可以有效調(diào)控含Zr的7xxx系鋁合金在均勻化過程中的組織演變，在合金在均勻化的第一個階段使Zr元素均勻化、并通過控制Al3Zr相的形核和長大過程獲得均勻、細小分布的Al3Zr彌散粒子，并增加Al3Zr粒子的穩(wěn)定性、使其在隨后較高溫均勻化處理過程中不易長大，這將利于增加其對晶界的釘扎作用，可有效抑制隨后較高溫度下熱處理時晶粒的長大；在第二個階段使低熔點的非平衡共晶相Mg(Zn，Cu，Al)2充分回溶，使其他第二相發(fā)生部分回溶，提高合金的熔點，同時繼續(xù)穩(wěn)定已形成的Al3Zr彌散粒子；在第三個階段使未溶的高熔點相Al2CuMg和Al2Cu等可溶第二相在必要的時間內(nèi)發(fā)生充分回溶，既最大程度的減少了合金中殘留相得數(shù)量，又防止了合金晶粒組織的長大。采用該方法、通過三個階段處理的協(xié)同，可有效改善現(xiàn)有方法的組織無法兼顧的技術(shù)缺陷，使合金獲得更佳的微觀組織和優(yōu)良的綜合性能匹配，在合金強度水平得到提高的情況下，使合金的伸長率、斷裂韌性、抗應(yīng)カ腐蝕性能和淬透性等性能得到顯著提高。而且，本發(fā)明方法在エ業(yè)條件下具有良好的可操作性，其需要的能耗與傳統(tǒng)方法相比基本相當(dāng)、甚至更低。本發(fā)明的第一個優(yōu)選方案為所述的ー種改善含Zr的7XXX系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其主要包含以下エ藝步驟(1)階段I :將含Zr的7xxx系鋁合金鑄錠放入熱處理加熱爐中，由室溫升溫至T1進行保溫處理，用時h，其中，3800C^ T1彡440°C，4h ^ ^ 24h ;(2)階段II :即由溫度T1升溫至T2進行保溫處理，用時t2，其中，460°C彡T2彡480°C，12h彡t2彡48h ; (3)階段III :即由溫度T2升溫至T3進行保溫處理，用時t3，其中，480°C彡T2彡508°C,0. 2h彡t3彡12h ；(4)完成步驟(3)，將含Zr的7xxx系鋁合金錠坯由T3溫度冷卻至室溫。其中，tpt2、t3、分別為用時時間，S卩，升溫時間和保溫時間。本發(fā)明的第二個優(yōu)選方案為所述的ー種改善含Zr的7XXX系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中所述的7xxx系鋁合金含有以重量百分比計的下述成分Zn :5. 0 12. 0，Mg :1. 0 3. 0，Cu :0. 5 3. 0，Zr 0 0. 25，且 Zr 幸 0，并且余者為 Al、及冶金過程中附帯的元素和雜質(zhì)。在一個優(yōu)選方面所述的含Zr的7XXX系招合金還可以含有其他包含Sc、Mn、Er、Y等微合金化元素中的ー種或及其組合，其中T1 (単位。C)和h (単位h)還需同時滿足T1 く 450-50 (3Zr+Sc+Mn+Er+Y), 彡 3+8 (6Zr+Sc+Mn+Er+Y)，其中，Zr、Sc、Mn、Er、Y 含量是 以重量百分比計，式中的Zr、Sc、Mn、Er、Y為百分比數(shù)值；450-50 (3Zr+Sc+Mn+Er+Y)的數(shù)值的單位為。C ；3+8 (6Zr+Sc+Mn+Er+Y)的數(shù)值的單位為h。本發(fā)明的第三個優(yōu)選方案為所述的ー種改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(I)中，T1 (單位TOU1 (單位h)與微合金化元素Zr含量(以重量百分比計)的關(guān)系滿足420-120Zr ^ T1 ^ 450_200Zr，3+72Zr ^ ^ 6+72Zr,其中，Zn含量是以重量百分比計，式中的Zn為百分比數(shù)值；420-120Zr和450-200Zr數(shù)值的單位均為。C ；3+72Zr和6+72Zr數(shù)值的單位均為h。在一個優(yōu)選方面在步驟(I)中，階段I均勻化熱處理升溫段時間t1:a和保溫段時間tI,b (單位h)之間滿足I ( tl b/tl a ( 3,其中，tytu和h的單位均為h0本發(fā)明的第四個優(yōu)選方案為所述的ー種改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(2)中，T2 (單位で)、t2 (單位h)與主合金元素Zn、Mg、Cu含量(以重量百分比計)的關(guān)系滿足473. 5-0. 7 (Zn+Mg+Cu)彡T2彡488. 5-1. 3 (Zn+Mg+Cu)，2. 8 (Zn+Mg+Cu)-6. 2 彡 t2 彡 2. 4+3. 2 (Zn+Mg+Cu)，其中，Zn、Mg、Cu 含量是以重量百分比計，式中的 Zn、Mg 和 Cu 為百分比數(shù)值，473. 5-0. 7 (Zn+Mg+Cu)和 488. 5-1. 3 (Zn+Mg+Cu)的數(shù)值的單位均為。C ;2. 8 (Zn+Mg+Cu)-6. 2和2. 4+3. 2 (Zn+Mg+Cu)數(shù)值的單位均為h。在一個優(yōu)選方面在步驟(2)中，階段II均勻化熱處理升溫段時間t2，a和保溫段時間b，b (單位h)之間滿足t2，a+t2，b=t2,2彡t2 b/t2 a彡8,其中，t2，a+t2，b和t2的單位均為h0本發(fā)明的第五個優(yōu)選方案為所述的ー種改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(3)中，T3 (單位°C)、t3 (單位h)與主合金元素Zn、Mg、Cu含量(以重量百分比計)的關(guān)系滿足:475+8. 5Cu ^ T3 ^ 484+lOCu-(Zn/Mg)，
0.2彡t3彡I. 2 (Zn+Cu)-6，其中，Zn、Mg、Cu含量是以重量百分比計，式中的Zn、Mg和Cu為百分比數(shù)值，475+8. 5Cu和484+lOCu-(Zn/Mg)的數(shù)值的單位均為。C ；0. 2和I. 2 (Zn+Cu)-6數(shù)值的單位均為h。
在一個優(yōu)選方面在步驟(3)中，階段III均勻化熱處理升溫段時間t3，a和保溫段時間 t3，b (單位h)之間滿足t3，a+t3，b=t3，1/10 ( t3，b/t3，a 彡 1/3，其中，t3，a+t3，b 和 t3 的單位均為h。本發(fā)明的第六個優(yōu)選方案為所述的ー種改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(4)中，使用選自爐冷、空冷和水冷中的一種或及其幾種組合的方式將含Zr的7xxx系鋁合金錠坯由T3溫度冷卻至室溫。本發(fā)明的第七個優(yōu)選方案為所述的ー種改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中所述加熱方式選自空氣爐、鹽浴爐、感應(yīng)爐和紅外加熱中的一種或及其幾種組合。本發(fā)明的第八個優(yōu)選方案為所述的ー種改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(I)中，階段I均勻化熱處理的升溫部分可以選擇連續(xù)升溫或分級升溫的方式。在一個優(yōu)選方面，在步驟(I)中，由室溫升溫至T1的升溫過程中，選擇分級升溫的方式，即先由室溫升溫至T1H，保溫ti，b 升溫段時間h，ほ，進行預(yù)處理，使 彌散相預(yù)形核；再由Tli5升溫至T1，保溫升溫段時間、⑶，使彌散相穩(wěn)定化；其中，Tis為 200^3500C ;七い預(yù)為 0. 2 8h ;t1;b預(yù)為 0. 2 8h Aua穩(wěn)為 0. 2 6h ;t1;b穩(wěn)為 0. 4 12h ；t1；aH+t1；b預(yù)+tl，a穩(wěn)+tl，b穩(wěn)=tl，I く(tl，b預(yù)+tl，b穩(wěn))/けい預(yù)+七い穩(wěn))く 3,其中，t
ti的單位均為h。其中在步驟(I)中，在室溫升溫至Tih的升溫過程中，又分為兩級，其中，由室溫升溫至T1 ,保溫tj’b預(yù)ィ，升溫段時間tj’a預(yù)ィ，再由T1 升溫至T1J^2,，即T1預(yù)，保溫tj’b預(yù)_2，升溫段時間ん預(yù)_2，其中，T1J5m為20(T30(TC，且不包含300^;^^為0. I 4h -ん預(yù)ベ為
0.I 4h :Tlf頁_2，即 T1 預(yù)為 300^3500C ん預(yù)_2 為 0. I 4h ；t1；bH_2 為 0. I 4h。本發(fā)明所述的溫度為控制的中心的溫度，要允許在其控制中心溫度上有ー個上下5°C范圍內(nèi)的波動，如T1預(yù)為30(T350°C，在實際控制上應(yīng)為300°C ±5°C "350°C ±5°C。本發(fā)明所述方法不僅適用于含Zr的7xxx系鋁合金(鑄錠和鑄件)的均勻化熱處理，還可以用于不含Zr的7xxx鋁合金和其他鋁合金、以及鎂合金等金屬材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明涉及的ー種改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法的優(yōu)點在于(I)本發(fā)明充分考慮了含Zr的7xxx系鋁合金的特性，可以針對合金成分特點，在防止合金過燒的情況下，使合金在均勻化熱處理過程中充分促進Al3Zr等彌散相的均勻細小析出、以及低熔點非平衡共晶相Mg (Zn, Cu, Al) 2、高熔點相Al2CuMg和Al2Cu等可溶第二相的回溶，并有效抑制晶粒組織的長大，從而顯著改善合金的微觀組織；并由此可使合金的綜合性能得到顯著提高。(2)本發(fā)明的方法準(zhǔn)確可靠，可操作性強、經(jīng)濟使用；充分考慮了含Zr的7xxx系鋁合金的特性及方法的エ業(yè)化適用性；而且本方法適用范圍廣，同樣適于類似的其他鋁合金和鎂合金等需要均勻化熱處理的金屬材料。


圖I為本發(fā)明方法示意圖。即本發(fā)明方法包含三個階段在階段I中，由室溫以連續(xù)升溫、或分級升溫的方式升溫至溫度T1，并在溫度T1下保溫處理時間h ;在階段II中，由溫度T1連續(xù)升溫至溫度T2,并在溫度T2下保溫處理時間t2 ;在階段III中，由溫度T2連續(xù)升溫至溫度T3,并在溫度T3下保溫處理時間t3，隨后由溫度T3冷卻至室溫。
具體實施例方式本發(fā)明方法如圖I所示，本發(fā)明的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法包含以下エ藝步驟(I)階段I :將含Zr的7xxx系鋁合金鑄錠放入熱處理加熱裝置中，由室溫均勻化熱處理升溫至T1進行保溫處理，用時h，其中，300°C≤T1≤450 °C, Ih ^ ^ 24h ;階段I均勻化熱處理升溫段時間為，保溫段時間為tu。(2)階段II :即由溫度T1均勻化熱處理升溫至T2進行保溫處理，用時t2，其中，4600C^ T2≤480°C, Ih≤t2≤48h ;階段II均勻化熱處理升溫段時間為t2, a，保溫段時間
為 t2’b。(3)階段III :即由溫度T2均勻化熱處理升溫至T3進行保溫處理，用時t3，其中，4800C^ T2 ^510°C,0. Ih ≤t3 ≤ 16h ;階段III均勻化熱處理升溫段時間為t3,a，保溫段時間為t3，b。(4)完成步驟(3)，將含Zr的7xxx系鋁合金錠坯由T3溫度冷卻至室溫。實施例I該實施例以7050/7150 合金(Al-6. 4Zn_2. 3Mg_2. 2Cu_0. 12Zr (wt%)) 280mm 厚扁錠為研究對象。7050/7150合金鑄錠在エ業(yè)化條件由半連續(xù)鑄造方式制備而成，在鑄錠上切取塊體試樣，進行不同方案的均勻化熱處理試驗，均勻化熱處理制度如表I所示。完成均勻化處理后立即進行水冷，獲得反映合金均勻化效果的組織特征形貌，避免在合金在緩冷過程中析出大量的脫溶第二相對結(jié)果分析造成影響。分析測試依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行，對經(jīng)不同均勻化處理的試樣進行組織分析，結(jié)果如表2所示。表I 7050/7150合金均勻化熱處理工藝方案
權(quán)利要求
1.ー種改善含Zr的7XXX系招合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法,所述方法包含以下エ藝步驟 (1)階段I均勻化熱處理將含Zr的7xxx系鋁合金鑄錠放入熱處理加熱裝置中，由室溫升溫至T1進行保溫處理，用時h，其中，300°C彡T1彡450°C, Ih ^ ^ 24h ； (2)階段II均勻化熱處理即由溫度T1升溫至T2進行保溫處理，用時t2，其中，4600C^ T2 彡 480°C, Ih 彡 t2 彡 48h ； (3)階段III均勻化熱處理即由溫度T2升溫至T3進行保溫處理，用時t3，其中，4800C^ T2 く 510°C，0. Ih 彡 t3 彡 16h ； (4)完成步驟(3)，將含Zr的7XXX系鋁合金錠坯由T3s度冷卻至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法， (1)在所述的階段I 中，380°C 彡 T1 彡 440°C，4h ^ ^ 24h ； (2)在所述的階段II中，460°C彡T2彡480°C,12h彡t2彡48h ； (3)在所述的階段III中，480°C彡T3彡508°C，0.2h彡t3彡12h。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中所述的7xxx系鋁合金含有以重量百分比計的下述成分Zn 5. 0 12. 0，Mg :1. 0 3. 0，Cu 0. 5 3. 0，Zr 0 0. 25，且Zr關(guān)0，并且余者為Al、及冶金過程中附帶的元素和雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(I)中，T1, 與微合金化元素Zr含量的關(guān)系滿足420-120Zr ^ T1 ^ 450_200Zr，3+72Zr ^ ^ 6+72Zr，其中，Zr 含量是以重量百分比計，式中的Zr為百分比數(shù)值，420-120Zr和450_200Zr數(shù)值的單位均為。C ;3+72Zr和6+72Zr數(shù)值的単位均為h。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(2)中，T2、t2與主合金元素Zn、Mg、Cu含量的關(guān)系滿足473. 5-0.7 (Zn+Mg+Cu) ^ T2 ^ 488. 5-1. 3 (Zn+Mg+Cu)，2. 8 (Zn+Mg+Cu) -6. 2 彡 t2 彡 2. 4+3. 2 (Zn+Mg+Cu)，其中，Zn、Mg、Cu含量是以重量百分比計，式中的Zn、Mg和Cu分別為百分比數(shù)值，473. 5-0. 7 (Zn+Mg+Cu)和 488. 5-1. 3 (Zn+Mg+Cu)的數(shù)值的單位均為。C ；2. 8 (Zn+Mg+Cu) -6. 2和2. 4+3. 2 (Zn+Mg+Cu)數(shù)值的單位均為h。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(3)中，T3、t3與主合金元素Zn、Mg、Cu含量的關(guān)系滿足475+8. 5Cu ^ T3 ^ 484+lOCu-(Zn/Mg)，0. 2 彡 t3 彡 I. 2 (Zn+Cu) -6，其中，Zn、Mg、Cu 含量是以重量百分比計，式中的Zn、Mg和Cu分別為百分比數(shù)值，475+8. 5Cu和484+lOCu-(Zn/Mg)的數(shù)值的單位均為。C ；0. 2和I. 2 (Zn+Cu)-6數(shù)值的單位均為h。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(4)中，使用選自爐冷、空冷和水冷中的一種或及其幾種組合的方式將含Zr的7XXX系鋁合金錠坯由T3溫度冷卻至室溫。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中所述加熱方式選自空氣爐、鹽浴爐、感應(yīng)爐和紅外加熱中的一種或及其幾種組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中所述的7xxx系鋁合金還含有Sc、Mn、Er、Y的微合金化元素中的ー種或及其組合，其中 T1 和還需同時滿足=T1 く 450-50 (3Zr+Sc+Mn+Er+Y)，彡 3+8 (6Zr+Sc+Mn+Er+Y)，其中，Zr、Sc、Mn、Er、Y含量是以重量百分比計，式中的Zr、Sc、Mn、Er、Y分別為百分比數(shù)值，450-50 (3Zr+Sc+Mn+Er+Y)的數(shù)值的單位為。C ；3+8 (6Zr+Sc+Mn+Er+Y)數(shù)值的單位分別為 h。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(I)中，階段I均勻化熱處理升溫段時間和保溫段時間ti，b之間滿足'ノん=、，I彡tljb/t1；a ^ 3，其中，t1; Jt1JP h的單位均為h。
11.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(2)中，階段II均勻化熱處理升溫段時間t2,a和保溫段時間t2，b之間滿足t2；a+t2；b=t2,2 彡 t2，b/t2，a 彡 8,其中，t2，a+t2，b 和 t2 的單位均為 ho
12.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(3)中，階段III均勻化熱處理升溫段時間t3，a和保溫段時間t3，b之間滿足t3，a+t3，b=t3，l/10 ( t3，b/t3，a 彡 1/3，其中，t3，a+t3，b 和 t3 的單位均為 h。
13.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(I)中，由室溫升溫至T1的升溫過程中，選擇連續(xù)升溫或分級升溫的方式。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(I)中，由室溫升溫至T1的升溫過程中，選擇分級升溫的方式，即先由室溫升溫至Tih，保溫ti，b 升溫段時間h，ほ，進行預(yù)處理，使彌散相預(yù)形核；再由Tih升溫至T1，保溫ti，b穩(wěn)，升溫段時間t1>a穩(wěn)，使彌散相穩(wěn)定化；其中，T1預(yù)為20(T350°C ;ti，a預(yù)為0. 2 8h ；ti，b預(yù)為 0. 2 8h “い穩(wěn)為 0. 2 6h ;t1>b穩(wěn)為 0. 4 12h ;t1；aH +t1；bH +t1；as +t1；bg =t:, I ^ (t1；b預(yù)+ti,b穩(wěn))/(ti，a預(yù)+七い穩(wěn))^ 3,其中，七い預(yù)+ti，b預(yù)+!^a穩(wěn)+t^b穩(wěn)和的單位均為ho
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，其中在步驟(I)中，在室溫升溫至Tih的升溫過程中，又分為兩級，其中，由室溫升溫至Ti預(yù)-I，保溫預(yù)ィ，升溫段時間tj，3預(yù)，再由T1預(yù)—i升溫至T1預(yù)_2，即T1預(yù)，保溫I^b預(yù)_2，升溫段時間七い預(yù)_2，其中，Tlf^1為200 300で，且不包含3000Cん預(yù)べ為0. I 4hん預(yù)べ為·0. I 4h :Tlf頁_2，即 T1 預(yù)為 300^3500C ん預(yù)_2 為 0. I 4h ；t1；bH_2 為 0. I 4h。
全文摘要
一種改善含Zr的7xxx系鋁合金組織與性能的階段均勻化熱處理方法，包含在階段I，將合金鑄錠放入熱處理加熱爐中，由室溫升溫至T1進行保溫處理，用時t1，其中，300℃≤T1≤450℃，1h≤t1≤14h；在階段II，由溫度T1升溫至T2進行保溫處理，用時t2，其中，460℃≤T2≤480℃，1h≤t2≤48h；在階段III，由溫度T2升溫至T3進行保溫處理，用時t3，其中，480℃≤T2≤510℃，0.1h≤t3≤16h；之后將合金錠坯由T3溫度冷卻至室溫。本發(fā)明方法可以針對合金成分特點，在防止合金過燒的情況下，使合金在均勻化熱處理過程中充分促進彌散相的均勻細小析出、以及可溶第二相的回溶，并有效抑制晶粒組織的長大，從而顯著改善合金的微觀組織及其綜合性能。本方法還具有可操作性強、控制精確、經(jīng)濟適用的特點。
文檔編號C22F1/053GK102796976SQ201210301528
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者李錫武, 熊柏青, 張永安, 李志輝, 劉紅偉, 王 鋒, 朱寶宏 申請人:北京有色金屬研究總院