一种提高铝合金高温蠕变性能的热处理工艺的制作方法

本发明涉及铝合金技术领域，特别涉及一种提高铝合金高温蠕变性能的热处理工艺。

背景技术：

al-zn合金是一种常见的铝合金，al-zn合金由于具有高强度、良好的耐腐蚀性能、较小的淬火敏感性等特点，被广泛应用于航空航天、武器装备、新能源等尖端领域。随着其应用范围的不断扩大，对该合金的高温蠕变性能也提出了较高要求。

目前al-zn合金虽然具有较高的抗拉强度、较高的硬度、较好的阻尼性能等，但也存在工作温度低，抗蠕变性能差的缺点。因此，如何提高铝合金高温蠕变性能，成为亟需解决的问题。常用的提高蠕变性能的方法有固溶强化、形变强化、弥散强化等，其中形变强化和弥散强化等需要借助特殊的设备或两台以上的设备实现，对设备要求高且工艺较为复杂，不易操作和控制。采用固溶和rra时效处理，不但可以提高铝合金的高温蠕变性能，而且操作简单，成本低。

技术实现要素：

本发明解决的问题是提供一种提高铝合金高温蠕变性能的热处理工艺，包括以下步骤：a)固溶处理步骤，包括将铝合金板材保温然后进行淬火处理；b)rra处理步骤，包括将固溶处理完成的铝合金板材进行时效处理。

可选的，所述铝合金中各元素含量为：7-8wt％的zn，1.3-2.0％的mg，1.3-2.0wt％的cu，0.02-0.04wt％的cr，0.08-0.15wt％的zr，0-0.08wt％的si，0.02-0.05wt％的mn，0-0.08wt％的fe，0.04-0.08wt％的ti，其它为al。

可选的，步骤a)中所述铝合金板材保温的温度在450-470℃范围内，保温时间在2-3h范围内。

可选的，步骤a)中所述淬火温度在40-60℃范围内，淬火剂为水。

可选的，步骤b)中所述时效处理包括3级时效处理，1级时效处理的温度为120℃，时间为24h，2级时效处理的温度为180℃，时间为0.5h，3级时效处理的温度为120℃，时间为24h。

可选的，步骤b)中所述时效处理的次数为2次。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下优点：

本发明采用淬火处理铝合金部件，有效地提高了铝合金部件的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等。然后采用分级多次的方法进行时效处理，可以更加有效地消除应力，提高铝合金在高温下的蠕变性能，且整个过程操作简单，便于对参数控制，从而有效提高材料的蠕变性能。

附图说明

图1是本发明一实施例提高铝合金高温蠕变性能的热处理工艺的流程示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，铝合金随具有高强度和良好的耐腐蚀性能，但其高温蠕变性能有待提高。

为了解决上述问题，本发明提供一种提高铝合金高温蠕变性能的热处理工艺，能够提高铝合金在高温下的蠕变性能。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1，图1示出了本发明提高铝合金高温蠕变性能的热处理工艺的流程示意图，具体地，包括以下基本步骤：

a)固溶处理步骤，包括将铝合金板材保温然后进行淬火处理；

b)rra处理步骤，包括将固溶处理完成的铝合金板材进行时效处理。

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

参考图1，执行步骤a)，将铝合金板材保温然后进行淬火处理。

具体地，所述铝合金中各元素含量为：7-8wt％的zn，1.3-2.0％的mg，1.3-2.0wt％的cu，0.02-0.04wt％的cr，0.08-0.15wt％的zr，0-0.08wt％的si，0.02-0.05wt％的mn，0-0.08wt％的fe，0.04-0.08wt％的ti，其它为al；所述铝合金板材保温的温度在450-470℃范围内，保温时间在2-3h范围内。所述淬火温度在40-60℃范围内，淬火剂为水。

参考图1，执行步骤b)，将固溶处理完成的铝合金板材进行时效处理。

具体地，所述时效处理包括3级时效处理，1级时效处理的温度为120℃，时间为24h，2级时效处理的温度为180℃，时间为0.5h，3级时效处理的温度为120℃，时间为24h；所述时效处理的次数为2次。

实施例1

将7085铝合金板材进行t6处理。首先对轧制铝合金板材进行450℃的固溶处理3h，再对铝合金板材进行120℃时效处理24h，然后在210℃、100mpa压力下进行蠕变性能测试，蠕变预定保温时间为20min，测得蠕变应变和稳态蠕变速率分别为0.146％和3.69094×10^-9/s^-1。

实施例2

将7085铝合金板材进行t73双级时效处理。首先对轧制铝合金板材进450℃的固溶处理3h，接着对板材进行117℃预时效处理6h，随后再对板材进行167℃的终时效处理9h。随后在210℃、100mpa压力下进行蠕变性能测试，蠕变预定保温时间为20min，测得蠕变应变和稳态蠕变速率分别为0.172％和7.30328×10^-9/s^-1。

实施例3

将7085铝合金板材进行一次rra处理。首先对轧制铝合金板材进行450℃的固溶处理3h，接着对板材进行24h120℃、0.5h180℃和24h120℃的rra处理。随后在210℃、100mpa压力下进行蠕变性能测试，蠕变预定保温时间为20min，测得蠕变应变和稳态蠕变速率分别为0.13％和6.50466×10^-9/s^-1。

实施例4

将7085铝合金板材进行两次rra处理，即2rra。首先对轧制铝合金板材进行450℃的固溶处理3h，接着对板材进行24h120℃、0.5h180℃和24h120℃的rra处理，反复进行2次操作；随后在210℃、100mpa压力下进行蠕变性能测试，蠕变预定保温时间为20min，测得蠕变应变和稳态蠕变速率分别为0.104％和3.10847×10^-9/s^-1。

对比实施例1、2、3和4可知，与传统的t6、t73热处理相比，铝合金板材经过rra热处理后，合金的高温蠕变性能得到提高。当进行2次rra处理工艺时，其稳态蠕变速率达到3.10847×10^-9/s^-1，合金的高温蠕变性能最佳。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种提高铝合金高温蠕变性能的热处理工艺，所述热处理工艺包括：a)固溶处理步骤，包括将铝合金板材保温然后进行淬火处理；b)RRA处理步骤，包括将固溶处理完成的铝合金板材进行时效处理。经本工艺处理得到的铝合金具有优异的高温蠕变性能。

技术研发人员：卢雅琳;姚晓洪;周东帅;李兴成;王健;陈逸;百志好
受保护的技术使用者：江苏理工学院
技术研发日：2018.11.01
技术公布日：2019.02.05