一种提高Al-Cu-Mg合金强度的方法
【专利摘要】本发明涉及一种提高Al-Cu-Mg合金强度的热处理方法。以Al-4.31Cu-1.60Mg铝合金为实验材料，首先进行490-500℃保温30-50min的固溶处理，之后再进行变形率为10-50%的冷轧，接着进行150-200℃保温1-12h的人工时效或室温放置36h的自然时效。本发明处理得到的合金极限抗拉强度可达到540MPa、屈服强度可达到375MPa，延伸率为12.5%，其性能相对于其他热处理的同类合金较优越。
【专利说明】—种提高Al-Cu-Mg合金强度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热处理方法，是一种可用于提高Al-Cu-Mg合金强度的热处理制度，属于有色金属【技术领域】。
【背景技术】
[0002]Al-Cu-Mg合金属于可热处理强化的变形铝合金，由于其具有中等强度、高损伤容限等特点，而被用作航空航天工业主要结构材料。其性能与热处理工艺关系密切，为提高合金强度，应制定合理的热处理工艺制度。
[0003]对Al-Cu-Mg合金，目前一般采用固溶加自然时效的热处理制度。这样处理后的合金力学性能不高。近年来，对热处理过程中的合金进行一定变形率处理的工艺研究已取得了较大进展。但多是单一、小变形率的变形结合时效处理的研究，不够系统。
[0004]本发明研究了较宽范围的变形率，配合较优的时效制度。通过系统分析，确定了最佳的变形率和合理的时效制度，提高了合金的强度。
【发明内容】
[0005]本发明专利的目的在于提供一种提高Al-Cu-Mg合金强度的方法，其特征在于包括以下步骤:
[0006]步骤一，选 料
[0007]选用Al-Cu-Mg合金，所述合金的具体含量为Al:Cu:Mg=94.09:4.31:1.60 ；
[0008]步骤二，热处理
[0009]将步骤一所选用的合金放置于箱式电阻炉中固溶，所述箱式电阻炉的温度为490-500°C，固溶时间为30-50min，将固溶处理后的合金进行变形率为10-50%的冷轧，接着迅速放入温度为150-200°C的箱式电阻炉中进行保温时间为l_12h的人工时效，取出既得。
[0010]步骤二中所制得的Al-Cu-Mg合金的抗拉强度可达到540MPa、屈服强度可达到375MPa，延伸率为12.5%。处理过的合金进行单向拉伸实验，获得其力学性能指标。
[0011]经该热处理制度处理的合金，其内部位错和空位的密度有所提高，为析出相提供了更多的形核位置，从而加速了时效的进行，使合金的强度显著提高。
[0012]本发明的有益效果在于:
[0013]本发明提出的热处理制度因为能够增加合金内位错和空位的密度，为析出相的脱溶析出提供了更多形核位置，从而加快了时效进程，起到了较好的强化作用。经40%预变形和12h人工时效处理得到的合金极限抗拉强度达到540MPa、屈服强度达到375MPa，延伸率为 12.5%ο
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0015]Al-Cu-Mg合金热处理制度流程包括以下步骤:[0016]a.固溶处理:将厚度为2mm的Al_4.31Cu_l.60Mg合金放入温度为490_500°C的箱式电阻炉中保温30-50min，之后室温水淬；
[0017]b.冷轧变形:将固溶处理后的合金进行变形率为10%_50%的冷轧加工；可以是10%、20%、30%、40% 或者 50%。
[0018]c.时效处理:冷轧后，迅速进行150-200°C保温时间为lh_12h的人工时效或室温放置36h的自然时效。保温时间可以是lh、4h、8h或者12h。
[0019]d.性能测试:将板材加工成标准拉伸试样进行单向拉伸实验，获得其力学性能指标。
[0020]实施例: [0021]将厚度为2mm的Al_4.31Cu_l.60Mg合金放入温度为493°C的箱式电阻炉中保温30min，快速进行室温水淬；将固溶处理后的合金进行变形率为40%的冷轧加工；之后立即将合金放入温度为190°C的箱式电阻炉中进行保温时间为12h的人工时效。对处理好的合金按GB/T228-2002进行单向拉伸实验，测出其力学性能指标。
[0022]对比例I
[0023]将厚度为2mm的Al_4.31Cu_l.60Mg合金放入温度为493°C的箱式电阻炉中保温30min,快速进行室温水淬；擦干后进行自然时效至基本稳定状态。对处理好的合金按GB/T228-2002进行单向拉伸实验，测出其力学性能指标。
[0024]对比例2
[0025]将厚度为2mm的Al_4.31Cu_l.60Mg合金放入温度为493°C的箱式电阻炉中保温30min，快速进行室温水淬；将固溶处理后的合金进行变形率为50%的冷轧加工；之后立即将合金放入温度为190°C的箱式电阻炉中进行保温时间为12h的人工时效。对处理好的合金按GB/T228-2002进行单向拉伸实验，测出其力学性能指标。
[0026]对比例3
[0027]将厚度为2mm的Al-4.31Cu_l.60Mg合金放入温度为493°C的箱式电阻炉中保温30min，快速进行室温水淬；将固溶处理后的合金进行变形率为40%的冷轧加工；之后将合金进行室温下放置36h的自然时效。对处理好的合金按GB/T228-2002进行单向拉伸实验，测出其力学性能指标。
[0028]实施例和对比例1-3的指标如下表所示:
[0029]
【权利要求】
1.一种提高Al-Cu-Mg合金强度的方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一，选料 选用Al-Cu-Mg合金，所述合金的具体含量为Al:Cu:Mg=94.09:4.31:1.60 ； 步骤二，热处理 将步骤一所选用的合金放置于箱式电阻炉中固溶，所述箱式电阻炉的温度为490-500°C，固溶时间为30-50min，将固溶处理后的合金进行变形率为10-50%的冷轧，接着迅速放入温度为150-200°C的箱式电阻炉中进行保温时间为l_12h的人工时效，取出既得。
2.如权利要求1所述的一种提高Al-Cu-Mg合金强度的方法，其特征在于步骤二中所制得的Al-Cu-Mg合金的抗拉强度可达到540MPa、屈服强度可达到375MPa，延伸率为12.5%。
【文档编号】C22F1/057GK103725998SQ201310718945
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】陈忠家, 蒙广建, 何易, 刘程, 赵洪梅, 张枫, 杨勇 申请人:合肥工业大学, 界首市枫慧金属有限公司