專利名稱：Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金，尤其涉及一種經(jīng)過(guò)微合金化的新型高強(qiáng) Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er合金，屬于合金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
以7XXX為代表的高強(qiáng)鋁合金在航空、航天領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛，其中 微合金化是改善鋁合金性能及開(kāi)發(fā)新型鋁合金的基本手段之一。Er在 Al-Mg和Al-Zn-Mg合金中能夠形成Al3Er相，Al3Er相性質(zhì)與Al3Sc、 Al3Zr 相似，均與基體共格或半共格。Er元素對(duì)合金性能的影響與元素Zr、 Sc 對(duì)合金性能影響相類(lèi)似，其強(qiáng)化機(jī)制主要有細(xì)晶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化及亞結(jié)構(gòu) 強(qiáng)化等。因而在稀土鋁合金的研究中，Er的成本較Sc低，是繼Sc之后有 望改善鋁合金性能的有效合金元素。
文獻(xiàn)調(diào)查結(jié)果表明Er對(duì)純鋁具有較顯著的強(qiáng)化效果；對(duì)Al-Mg合金 和Al-Zn-Mg合金而言，添加Er不但可以顯著細(xì)化鑄態(tài)組織、提高合金強(qiáng) 度，還可以有效地抑制合金發(fā)生再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大，提高合金的再結(jié)晶溫度。 Er對(duì)7XXX合金性能影響報(bào)道較少，其中文獻(xiàn)調(diào)査結(jié)果表明加入適量的 Er到7075合金中，能與合金發(fā)生有效的微合金化作用，從而提高合金的 抗應(yīng)力腐蝕性能，且強(qiáng)度也略有提高。而Er對(duì)7050、 7150 (5.7~6.9%Zn-1.9~2.7%Mg- 1.9~2.6°/。Cu-0.08-0.15%Zr)合金性能影響未見(jiàn)任何報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er合金，能較好 地滿足航空、航天領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)鋁合金的需求。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er合金，特點(diǎn)是成分的質(zhì)量百分含量如下
Zn 5.7 6.9wt%，
Mg 1.9 2.7wt%，
Cu 1.9 2.6wt%，
Zr 0.08 0.15 wt%，
稀土Er 0.1 0.6wt%，
該合金的其余組分為Al和不可避免的雜質(zhì)。 進(jìn)一步地，上述的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er合金，稀土 Er的含量為0.1 0.3 wt%。
本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在 本發(fā)明提供一種含Er的高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er合金，即以成本相對(duì) 較低的稀土元素Er以合適的量加入到Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中，能與合金 發(fā)生有效的微合金化作用；Er的添加有效抑制再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大，細(xì)化合金 板材固溶淬火后的組織，使得Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金經(jīng)過(guò)熱加工變形后或固 溶處理后再結(jié)晶長(zhǎng)大現(xiàn)象得到有效抑制，且Er含量為0.1 0.3wt^時(shí)，合 金的強(qiáng)度得到顯著提高，而延伸率基本不變，能較好地滿足航空、航天領(lǐng) 域?qū)Ω邚?qiáng)鋁合金的需求。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明
圖la:含0°/。Er的Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金固溶態(tài)的顯微組織；
圖lb:含0.1%Er的Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金固溶態(tài)的顯微組織；
圖lc:含0.3%Er的Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金固溶態(tài)的顯微組織；
圖Id:含0.6%Er的Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金固溶態(tài)的顯微組織；
圖2:含0%Er、 0.1%Er、 0.3%Er、 0.6%Er的Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金T6態(tài)的室溫拉伸力學(xué)性能曲線。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種含微量Er的鋁合金，以成本相對(duì)低的稀土元素Er、 以合適的量加入到Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中，能與合金發(fā)生有效的微合金化 作用；使得Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金經(jīng)過(guò)熱加工變形后或固溶處理后再結(jié)晶長(zhǎng) 大現(xiàn)象得到有效抑制，且Er含量為0.1 0.3wtX時(shí)，合金的強(qiáng)度得到顯著 提高，而延伸率基本不變
含Er的高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er合金，其成分含量Zn 5.7 6.9 wt %， Mg 1.9 2.7wt%， Cu 1.9 2.6wt%， Zr 0.08 0.15 wt% ，稀土 Er0.1 0.6 wt% ，其余組分為Al和不可避免的雜質(zhì)；稀土 Er優(yōu)選含量范圍為0.1 0.3 wt% 。
具體生產(chǎn)時(shí)，按照工業(yè)化生產(chǎn)要求，以純A1、純Zn、純Mg、 Al-50Cu 中間合金、Al-10Zr中間合金、Al-10Er中間合金為原料，用常規(guī)鑄造冶金 方法制備Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er合金。
實(shí)施例1:
首先采用純Zn、純Mg、 Al-50Cu中間合金、Al-10Zr中間合金以及高 純鋁錠(純度達(dá)99.99%)為原料；
用市購(gòu)的精煉劑及除渣劑進(jìn)行除氣、除渣，在坩 堝電阻爐內(nèi)熔煉成分為5.7~6.9%Zn- 1.9~2.7%Mg- 1.9 2.6%Cu- 0.08 0.15%Zr的鋁合金鑄錠，鑄錠取樣后，經(jīng)470°C/24h均勻化退火后切頭尾 并銑面，熱透(380°C~430°C/2~3h)后熱軋，最終熱軋板厚度為4mm，總 變形量達(dá)90%;熱軋板經(jīng)47(TC/lh固溶處理后，進(jìn)行10(TC 15(TC不同時(shí) 間的時(shí)效熱處理，測(cè)定各種性能。
實(shí)施例2:
采用純Zn、純Mg、 Al-50Cu中間合金、Al-10Zr中間合金、Al-10Er中間合金以及高純鋁錠(純度達(dá)99.99%)為原料；
用市購(gòu)的精煉劑及除渣劑進(jìn)行除氣、除渣，在坩堝電阻爐內(nèi)熔煉成分
為5.7 6.9%Zn- 1.9~2.7%Mg- 1.9~2.6%Cu- 0.08~0.15%Zr- 0.1o/oEr的鋁合
金鑄錠，鑄錠取樣后，經(jīng)47(TC/24h均勻化退火后切頭尾并銑面，熱透(380 。C 430。C/2 3h)后熱軋，最終熱軋板厚度為4mm，總變形量達(dá)90%;熱 軋板經(jīng)470°C/lh固溶處理后，進(jìn)行100。C 150。C不同時(shí)間的時(shí)效熱處理， 測(cè)定各種性能。
實(shí)施例3:
采用純Zn、純Mg、 Al畫(huà)50Cu中間合金、Al-10Zr中間合金、Al-10Er 中間合金以及高純鋁錠(純度達(dá)99.99%)為原料；
用市購(gòu)的精煉劑及除渣劑進(jìn)行除氣、除渣，在坩堝電阻爐內(nèi)熔煉成分 為5.7~6.9%Zn- 1.9~2.7%Mg- 1.9~2.6%Cu- 0.08 0.15%Zr- 0.3%Er的鋁合金 鑄錠，鑄錠取樣后，經(jīng)47(TC/24h均勻化退火后切頭尾并銑面，熱透(380 °C~430°C/2 3h)后熱軋，最終熱軋板厚度為4mm，總變形量達(dá)90%;熱 軋板經(jīng)470°C/lh固溶處理后，進(jìn)行10(TC 15(TC不同時(shí)間的時(shí)效熱處理， 測(cè)定各種性能。
實(shí)施例4:
采用純Zn、純Mg、 Al-50Cu中間合金、Al-10Zr中間合金、Al-10Er 中間合金以及高純鋁錠(純度達(dá)99.99%)為原料；
用市購(gòu)的精煉劑及除渣劑進(jìn)行除氣、除渣，在坩堝電阻爐內(nèi)熔煉成分 為5.7~6.9%Zn- 1.9~2.7%Mg- 1.9~2.6%Cu- 0.08~0.15%Zr- 0.6%Er的鋁合金 鑄錠，鑄錠取樣后，經(jīng)470。C/24h均勻化退火后切頭尾并銑面，熱透(380 °C~430°C/2~3h)后熱軋，最終熱軋板厚度為4mm，總變形量達(dá)90%;熱 軋板經(jīng)470°C/lh固溶處理后，進(jìn)行100。C 150。C不同時(shí)間的時(shí)效熱處理， 測(cè)定各種性能。從圖la、圖lb、圖lc、圖ld和圖2中可以看出，Er的添加能有效抑 制再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大，細(xì)化合金板材固溶淬火后的組織，且Er含量為0.1 0.3 wt。/^時(shí)，合金的強(qiáng)度得到顯著提高，而延伸率基本不變；較好地滿足 航空、航天領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)鋁合金的需求。
以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限 制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er合金，其特征在于其成分的質(zhì)量百分含量如下——Zn 5.7～6.9wt％，Mg 1.9～2.7wt％，Cu 1.9～2.6wt％，Zr 0.08～0.15wt％，稀土Er 0.1～0.6wt％，該合金的其余組分為Al和不可避免的雜質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er合金，其特征在于稀 土Er的含量為0.1 0.3wt^ 。
全文摘要
本發(fā)明提供一種Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er合金，其成分Zn 5.7～6.9wt％，Mg 1.9～2.7wt％，Cu 1.9～2.6wt％，Zr 0.08～0.15wt％，稀土Er 0.1～0.6wt％，其余組分為Al和不可避免的雜質(zhì)。Er的添加可以有效抑制再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大，細(xì)化合金板材固溶淬火后的組織，使得Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金經(jīng)過(guò)熱加工變形后或固溶處理后再結(jié)晶長(zhǎng)大現(xiàn)象得到有效抑制，且Er含量為0.1～0.3wt％時(shí)，合金的強(qiáng)度得到顯著提高，而延伸率基本不變。
文檔編號(hào)C22C21/10GK101413080SQ20081023524
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者吳文祥, 義 徐, 鄧楨楨, 逸 韓 申請(qǐng)人:蘇州有色金屬研究院有限公司