本發(fā)明屬于鋁鋰合金熱處理技術(shù)，具體為一種可改善鋁鋰合金耐腐蝕性能的熱處理工藝。

背景技術(shù)：

鋁鋰合金由于具有較低的密度、較高的比強(qiáng)度和比剛度獲得了航空航天領(lǐng)域的關(guān)注。其中第三代鋁鋰合金(Al-Cu-Li-X系)由于具有較高的強(qiáng)度、良好的斷裂韌度以及較低的各向異性，在航空航天領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)鋁合金相比，鋁鋰合金的板材一般不進(jìn)行表面包鋁處理，而是采用“裸材”直接使用，這就對鋁鋰合金的耐蝕性能提出了很高的要求。在眾多研究表明，Al-Cu-Li-X系合金中的主要析出相δ′、θ′以及T₁相在腐蝕時(shí)都作為陽極溶解相，其中δ′相電極電位最低，θ′相次之，T₁相電極電位最高。因此，鋁鋰合金的耐蝕性能與這些相的類型及分布方式密切相關(guān)，當(dāng)主要析出相為δ′相并且在晶界連續(xù)分布時(shí)，合金的耐腐蝕性能最差，當(dāng)主要析出相為T₁相，并且在晶內(nèi)、晶界均勻分布時(shí)，合金具有較好的耐腐蝕性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提出一種改善鋁鋰合金耐腐蝕性能的熱處理工藝，通過該方法，可使鋁鋰合金厚板、薄板及擠壓材在其他力學(xué)性能不降低的同時(shí)，耐腐蝕性能獲得較大提高。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種改善鋁鋰合金耐腐蝕性能的熱處理工藝，該工藝適用的合金成分及重量百分比為：主合金化元素Cu 2.4～4.5％，Li 1.2～1.8％，微合金化元素Mg 0.2～0.8,Zn 0.1～0.8，Zr 0.04～0.20％，Mn 0.20～0.80％，Sc 0.05～0.35％，Ag 0.1～0.9％中的任意1～4種，Si≤0.10％,Fe≤0.10％，Ti≤0.10％，其它雜質(zhì)單個(gè)≤0.05％，總量≤0.15％，余量為Al。

其制備步驟為：

1.1、固溶處理：在空氣爐中進(jìn)行固溶處理，加熱溫度495℃～535℃，保溫時(shí)間為最大截面厚度(t)mm×(4.5～10.0)min/mm。然后將合金進(jìn)行室溫水淬火；

1.2、預(yù)拉伸處理：將淬火后的合金在拉伸機(jī)上進(jìn)行預(yù)拉伸處理，拉伸變形量4.0～8.0％；

1.3、時(shí)效處理：將預(yù)拉伸后的合金進(jìn)行多級人工時(shí)效處理，各級之間采取連續(xù)升溫方式完成：

1.3.1第一級人工時(shí)效工藝：加熱溫度110℃～135℃，保溫時(shí)間8～26h，該溫度下可使室溫析出的δ′相回溶，同時(shí)促進(jìn)T₁相在晶內(nèi)、晶界的均勻析出；

1.3.2第二級人工時(shí)效工藝：加熱溫度140℃～165℃，保溫時(shí)間6～20h，該溫度下可促使T₁析出相在晶內(nèi)及晶界進(jìn)一步析出及均勻長大。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明針對影響鋁鋰合金耐腐蝕性能的兩個(gè)關(guān)鍵因素：析出相類型及析出相分布方式，本發(fā)明通過淬火后的預(yù)拉伸來增加合金晶內(nèi)的位錯(cuò)密度，結(jié)合多級時(shí)效工藝來調(diào)整析出相的類型及分布，使合金由局部腐蝕改變?yōu)榫鶆蚋g，從而改善合金的耐腐蝕性能。本發(fā)明的所有步驟都是鋁鋰合金制備過程中的必須程序，工藝簡單可行，工藝窗口較大，工業(yè)化可實(shí)施性強(qiáng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明經(jīng)535℃/5h固溶淬火+5.6％的預(yù)拉伸后板材的DSC曲線。

具體實(shí)施方案

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明并不局限于下述實(shí)施例。

實(shí)施例一

采用本發(fā)明所涉及的改善鋁鋰合金耐腐蝕性能的方法，所對應(yīng)的合金成分及重量百分比為：Cu 2.60％，Li 1.68％，Mg 0.43％，Zn 0.50％，Mn 0.42％，Zr 0.11％，Ti 0.06％，Si 0.06％，F(xiàn)e 0.08％，余量為Al，厚度為50mm的熱軋板材進(jìn)行固溶處理，溫度535℃，保溫時(shí)間5h，室溫水噴淋淬火。淬火后板材進(jìn)行5.6％的預(yù)拉伸，然后根據(jù)圖1的DSC曲線，確定一級時(shí)效工藝為125℃/20h，二級時(shí)效工藝為145℃/10h，測量板材的拉伸、斷裂性能以及晶間、剝落一級抗應(yīng)力腐蝕性能(C環(huán))并于傳統(tǒng)的小拉伸、單級時(shí)效工藝處理的板材相比，結(jié)果如表1所示。

可以發(fā)現(xiàn)通過本發(fā)明的方法處理后，合金的強(qiáng)度、斷裂韌度基本相當(dāng)，耐腐蝕性能獲得顯著提高。

表1本發(fā)明的方法處理前后性能比較

實(shí)施例二

采用本發(fā)明所涉及的改善鋁鋰合金耐腐蝕性能的方法，對合金成分及重量百分比為：Cu 4.01％，Li 1.52％，Mg 0.41％，Zn 0.48％，Mn 0.38％，Zr 0.08％，Ti 0.08％，Si 0.03％，F(xiàn)e 0.03％，余量為Al，厚度為4.0mm的冷軋板材進(jìn)行固溶處理，溫度525℃，保溫時(shí)間1.5h，室溫水噴淋淬火。淬火后板材進(jìn)行4.5％的預(yù)拉伸變形，然后進(jìn)行120℃/14h+150℃/16h的人工時(shí)效處理，并與經(jīng)過傳統(tǒng)小拉伸(3％)，單級時(shí)效(145℃/28h)處理后板材的性能進(jìn)行比較，如表2所示。

可以發(fā)現(xiàn)通過本發(fā)明的方法處理后，合金的強(qiáng)度、斷裂韌度基本相當(dāng)，耐腐蝕性能獲得顯著提高。

表2本發(fā)明的方法處理前后性能比較

實(shí)施例三

采用本發(fā)明所涉及的改善鋁鋰合金變形產(chǎn)品抗應(yīng)力腐蝕性能的方法對合金成分及重量百分比為：Cu 2.80％，Li 1.80％，Mg 0.35％，Zn 0.60％，Mn 0.40％，Zr 0.11％，Ti 0.06％，Si 0.03％，F(xiàn)e 0.06％，余量為Al，最大截面厚度為6mm的擠壓型材進(jìn)行固溶處理，加熱溫度538℃，保溫時(shí)間1h，淬火后型材進(jìn)行5.0％的預(yù)拉伸，并進(jìn)行115℃/20h+160℃/6h的人工時(shí)效，測量型材的拉伸及腐蝕性能，并與經(jīng)過相同的固溶小變形量預(yù)拉伸(2.1％)及單級時(shí)效處理后的型材的性能進(jìn)行比較，如表3所示。

可以發(fā)現(xiàn)通過本發(fā)明的方法處理后，合金的強(qiáng)度基本相當(dāng)，耐腐蝕性能獲得顯著提高。

表3本發(fā)明的方法處理前后性能比較