技术领域
[0001] 本发明属于铝合金技术领域,具体涉及一种高强度大塑性耐蚀的Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg铝合金及其应用。
相关背景技术
[0002] 作为结构金属材料,铝合金具有资源丰富、环境友好、回收便利等特点,在交通运输、海洋工程、船舶工程以及建筑工程领域占据主导地位。交通运输和航空航天工业的迅速发展,对铝合金的需求量迅速增加,同时也对铝合金的性能提出了更高要求,特别是以Al‑Cu系和Al‑Zn系为代表的超高强铝合金的发展对于推动工具轻量化,降低能耗起到了重要作用。
[0003] Al‑Zn系合金已经被广泛使用多年,常见的合金系包括Al‑Zn‑Mg和Al‑Zn‑Mg‑Cu。Mg或Cu元素的加入提高了合金的强度,但这类合金中的主要强化相为η相(由Mg和Zn元素组成的析出相,典型的化学计量式为MgZn2)。随着铝合金技术的发展,提高Mg、Cu元素的含量,并以Zr、Sc或其他稀土元素的对原有合金进行成分优化,成为了进一步提高Al‑Zn系合金强度的主要手段。但是,随着合金化程度的提高,铝合金中增加了η相以及θ相(由Al和Cu元素组成的析出相,典型的化学计量式为Al2Cu),这些相与合金基体(α‑Al)存在着较大的化学电位差,导致了合金的耐蚀性下降,尤其是应力腐蚀开裂倾向强烈增加。此外,强化相在基体晶界的连续分布特征也削弱了合金的塑性成形性能,在制造薄板或者箔材时容易产生开裂,导致废品率增加。
[0004] 目前,克服Al‑Zn系合金η相以及θ相分布特征的常规方法是多级时效处理,或者进行形变热处理,使得合金的热处理工艺复杂化。从合计强度设计的角度,在原有合金体系上采用元素替代(即合金化手段)是常用的设计方法,但很难突破原有成分范围的限制。在超过4组元的合金系内进行成分选择是一个多变量的复杂过程,同时还要考虑强化相的析出过程,造成了新型Al‑Zn系合金设计产生较为缓慢,且该系合金耐蚀性问题难以克服。因此,在超过4组元的合金系中设计一种新的具有高强度、大塑性且耐蚀的铝合金具有重要的工程应用价值。
具体实施方式
[0032] 下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于此。在以下实施例中Al‑Mn中间合金、Al‑Cu中间合金和Al‑Mg中间合金分别以Al20Mn合金、Al20Cu合金和Al20Mg合金为例,但本发明的保护范围不仅限于此,一切可以使得合金成分范围为Zn:6.5wt.%~9.5wt.%、Mn:0.6wt.%~1.3wt.%、Cu:0.4wt.%~1.2wt.%、Mg:0.4wt.%~1.2wt.%,其它杂质总含量不超过0.15wt.%,且单个杂质成分含量不超过0.02wt.%,余量为Al;进一步的成分要求要满足Mn/Zn质量比0.09~0.16,Mn/Cu和Mn/Mg质量比≥1.00,Cu/Mg质量比0.50~1.29的Al‑Mn中间合金、Al‑Cu中间合金和Al‑Mg中间合金均能实施本发明的技术方案。
[0033] 实施例1:
[0034] 本实施例中制备的Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金系的成分为Zn:6.5wt%;Mn:0.6wt%;Cu:0.4wt%;Mg:0.4wt%;其它杂质总含量不超过0.15wt.%,且单个杂质成分含量不超过
0.02wt.%,余量为Al。
[0035] (1)称取符合设计成分的各原料,按照2kg总重计算,称取工业纯铝:1.730kg,工业纯锌:0.130kg,Al20Mn合金:0.060kg,Al20Cu合金:0.040kg,Al20Mg合金:0.040kg。
[0036] (2)然后使用通用熔炼技术将步骤(1)中称取的各原料根据通用熔炼技术规范依次放入石墨坩埚制备Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金铸锭,常规过程包括加热、熔化、添料(补充由烧损导致的元素含量下降)、除气、精炼、保温,获得合金熔体。然后将内腔为直径50mm的圆柱锭金属铸型模具进行加热至350℃,接着将合金熔体浇入金属铸型模具内,随后自然冷却,得到合金铸锭。
[0037] (3)将合金铸锭放入马弗炉进行预热保温,采用温度范围为430℃,保温时间45分钟;保温结束后进行锻压制造厚板,垂直于径向锻压,下压速率为5mm/s,连续锻压至步骤(2)中合金铸锭直径的2/3,锻压过程中不控制温度,锻压结束后得到厚板。将厚板冷却至室温后,使用30vol.%乙醇水溶液对厚板进行清洗,去除表面污渍,得到去除表面污渍的厚板。
[0038] (4)将去除表面污渍的厚板重新放入马弗炉进行保温,采用温度范围为420℃,保温时间30分钟~60分钟,获得预备厚板,准备轧制。
[0039] (5)使用双辊轧制将预备厚板进行多道次轧制第一道次下压量为预备厚板原始尺寸的15%,其余道次下压量为前一道次厚度10%;各道次轧制后将板材需将板材放入马弗炉保温,保温温度为步骤(4)中使用温度以上5℃,即在425℃保温45分钟。
[0040] (6)多道次轧制结束后得到厚度为1mm的板材,其金相组织图如图1(a)所示。
[0041] 实施例2:
[0042] 本实施例中制备的Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金系的成分为Zn:9.5wt%;Mn:1.3wt%;Cu:1.2wt%;Mg:1.2wt%;其它杂质总含量不超过0.15wt.%,且单个杂质成分含量不超过
0.02wt.%,余量为Al。
[0043] (1)称取符合设计成分的各原料,按照2kg总重计算,称取工业纯铝:1.440kg,工业纯锌:0.190kg,Al20Mn合金:0.130kg,Al20Cu合金:0.120kg,Al20Mg合金:0.120kg。
[0044] (2)然后使用通用熔炼技术将步骤(1)中称取的各原料根据通用熔炼技术规范依次放入石墨坩埚制备Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金铸锭,常规过程包括加热、熔化、添料(补充由烧损导致的元素含量下降)、除气、精炼、保温,获得合金熔体。然后将内腔为直径50mm的圆柱锭金属铸型模具进行加热至410℃,接着将合金熔体浇入金属铸型模具内,随后自然冷却,得到合金铸锭。
[0045] (3)将合金铸锭放入马弗炉进行预热保温,采用温度范围为480℃,保温时间70分钟;保温结束后进行锻压制造厚板,垂直于径向锻压,下压速率为15mm/s,连续锻压至步骤(2)中合金铸锭直径的1/3,锻压过程中不控制温度,锻压结束后得到厚板。将厚板冷却至室温后,使用30vol.%乙醇水溶液对厚板进行清洗,去除表面污渍,得到去除表面污渍的厚板。
[0046] (4)将去除表面污渍的厚板重新放入马弗炉进行保温,采用温度范围为460℃,保温时间60分钟,获得预备厚板,准备轧制。
[0047] (5)使用双辊轧制将预备厚板进行多道次轧制第一道次下压量为预备厚板原始尺寸的30%,其余道次下压量为前一道次厚度20%;各道次轧制后将板材需将板材放入马弗炉保温,保温温度为步骤(4)中使用温度以上10℃,即在470℃保温60分钟。
[0048] (6)多道次轧制结束后得到厚度为4mm的板材,其金相组织图如图1(b)所示。
[0049] 实施例3:
[0050] 本实施例中制备的Al‑Zn‑Mn‑Cu合金系的成分为Zn:6.5wt%;Mn:1.0wt%;Cu:0.7wt%;Mg:0.9wt%;其它杂质总含量不超过0.15wt.%,且单个杂质成分含量不超过
0.02wt.%,余量为Al。
[0051] (1)称取符合设计成分的各原料,按照2kg总重计算,称取工业纯铝:1.610kg,工业纯锌:0.130kg,Al20Mn合金:0.100kg,Al20Cu合金:0.070kg,Al20Mg合金:0.090kg。
[0052] (2)然后使用通用熔炼技术将步骤(1)中称取的各原料根据通用熔炼技术规范依次放入石墨坩埚制备Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金铸锭,常规过程包括加热、熔化、添料(补充由烧损导致的元素含量下降)、除气、精炼、保温,获得合金熔体。然后将内腔为200mm(长)×160mm(高)×20mm(厚)的方形锭金属铸型模具进行加热至370℃,接着将合金熔体浇入金属铸型模具内,随后自然冷却,得到合金铸锭。
[0053] (3)将合金铸锭放入马弗炉进行预热保温,采用温度范围为450℃,保温时间60分钟;保温结束后进行锻压制造厚板,垂直于径向锻压,下压速率为10mm/s,连续锻压至步骤(2)中合金铸锭直径的1/2,锻压过程中不控制温度,锻压结束后得到厚板。将厚板冷却至室温后,使用30vol.%乙醇水溶液对厚板进行清洗,去除表面污渍,得到去除表面污渍的厚板。
[0054] (4)将去除表面污渍的厚板重新放入马弗炉进行保温,采用温度范围为440℃,保温时间45分钟,获得预备厚板,准备轧制。
[0055] (5)使用双辊轧制将预备厚板进行多道次轧制第一道次下压量为预备厚板原始尺寸的20%,其余道次下压量为前一道次厚度15%;各道次轧制后将板材需将板材放入马弗炉保温,保温温度为步骤(4)中使用温度以上10℃,即在450℃保温50分钟。
[0056] (6)多道次轧制结束后得到厚度为2.5mm的板材,其金相组织图如图1(c)所示。
[0057] 实施例4:
[0058] 本实施例中制备的Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金系的成分为Zn:7.5wt%;Mn:0.8wt%;Cu:0.8wt%;Mg:0.8wt%;其它杂质总含量不超过0.15wt.%,且单个杂质成分含量不超过
0.02wt.%,余量为Al。
[0059] (1)称取符合设计成分的各原料,按照2kg总重计算,称取工业纯铝:1.610kg,工业纯锌:0.150kg,Al20Mn合金:0.080kg,Al20Cu合金:0.080kg,Al20Mg合金:0.080kg。
[0060] (2)然后使用通用熔炼技术将步骤(1)中称取的各原料根据通用熔炼技术规范依次放入石墨坩埚制备Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金铸锭,常规过程包括加热、熔化、添料(补充由烧损导致的元素含量下降)、除气、精炼、保温,获得合金熔体。然后将内腔为200mm(长)×160mm(高)×20mm(厚)的方形锭金属铸型模具进行加热至390℃,接着将合金熔体浇入金属铸型模具内,随后自然冷却,得到合金铸锭。
[0061] (3)将合金铸锭放入马弗炉进行预热保温,采用温度范围为465℃,保温时间60分钟;保温结束后进行锻压制造厚板,垂直于径向锻压,下压速率为12.5mm/s,连续锻压至步骤(2)中合金铸锭直径的1/2,锻压过程中不控制温度,锻压结束后得到厚板。将厚板冷却至室温后,使用30vol.%乙醇水溶液对厚板进行清洗,去除表面污渍,得到去除表面污渍的厚板。
[0062] (4)将去除表面污渍的厚板重新放入马弗炉进行保温,采用温度范围为450℃,保温时间40分钟,获得预备厚板,准备轧制。
[0063] (5)使用双辊轧制将预备厚板进行多道次轧制第一道次下压量为预备厚板原始尺寸的17.5%,其余道次下压量为前一道次厚度20%;各道次轧制后将板材需将板材放入马弗炉保温,保温温度为步骤(4)中使用温度以上7.5℃,即在457.5℃保温60分钟。
[0064] (6)多道次轧制结束后得到厚度为3mm的板材,其金相组织图如图1(d)所示。
[0065] 实施例5:
[0066] 本实施例中制备的Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金系的成分为:Zn:8.5wt%;Mn:1.0wt%;Cu:0.8wt%;Mg:0.4wt%;其它杂质总含量不超过0.15wt.%,且单个杂质成分含量不超过
0.02wt.%,余量为Al。
[0067] (1)称取符合设计成分的各原料,按照2kg总重计算,称取工业纯铝:1.610kg,工业纯锌:0.170kg,Al20Mn合金:0.100kg,Al20Cu合金:0.080kg,Al20Mg合金:0.040kg。
[0068] (2)然后使用通用熔炼技术将步骤(1)中称取的各原料根据通用熔炼技术规范依次放入石墨坩埚制备Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金铸锭,常规过程包括加热、熔化、添料(补充由烧损导致的元素含量下降)、除气、精炼、保温,获得合金熔体。然后将内腔为200mm(长)×160mm(高)×20mm(厚)的方形锭金属铸型模具进行加热至400℃,接着将合金熔体浇入金属铸型模具内,随后自然冷却,得到合金铸锭。
[0069] (3)将合金铸锭放入马弗炉进行预热保温,采用温度范围为475℃,保温时间65分钟;保温结束后进行锻压制造厚板,垂直于径向锻压,下压速率为8mm/s,连续锻压至步骤(2)中合金铸锭直径的1/2,锻压过程中不控制温度,锻压结束后得到厚板。将厚板冷却至室温后,使用30vol.%乙醇水溶液对厚板进行清洗,去除表面污渍,得到去除表面污渍的厚板。
[0070] (4)将去除表面污渍的厚板重新放入马弗炉进行保温,采用温度范围为430℃,保温时间50分钟,获得预备厚板,准备轧制。
[0071] (5)使用双辊轧制将预备厚板进行多道次轧制第一道次下压量为预备厚板原始尺寸的25%,其余道次下压量为前一道次厚度15%;各道次轧制后将板材需将板材放入马弗炉保温,保温温度为步骤(4)中使用温度以上10℃,即在440℃保温50分钟。
[0072] (6)多道次轧制结束后得到厚度为4mm的板材,其金相组织图如图1(e)所示。
[0073] 实施例6:
[0074] 本实施例中制备的Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金系的成分为:Zn:7.5wt%;Mn:1.2wt%;Cu:1.0wt%;Mg:1.0wt%;其它杂质总含量不超过0.15wt.%,且单个杂质成分含量不超过
0.02wt.%,余量为Al。
[0075] (1)称取符合设计成分的各原料,按照2kg总重计算,称取工业纯铝:1.530kg,工业纯锌:0.150kg,Al20Mn合金:0.120kg,Al20Cu合金:0.100kg,Al20Mg合金:0.100kg。
[0076] (2)然后使用通用熔炼技术将步骤(1)中称取的各原料根据通用熔炼技术规范依次放入石墨坩埚制备Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金铸锭,常规过程包括加热、熔化、添料(补充由烧损导致的元素含量下降)、除气、精炼、保温,获得合金熔体。然后将内腔为200mm(长)×160mm(高)×20mm(厚)的方形锭金属铸型模具进行加热至410℃,接着将合金熔体浇入金属铸型模具内,随后自然冷却,得到合金铸锭。
[0077] (3)将合金铸锭放入马弗炉进行预热保温,采用温度范围为475℃,保温时间70分钟;保温结束后进行锻压制造厚板,垂直于径向锻压,下压速率为10mm/s,连续锻压至步骤(2)中合金铸锭直径的2/3,锻压过程中不控制温度,锻压结束后得到厚板。将厚板冷却至室温后,使用30vol.%乙醇水溶液对厚板进行清洗,去除表面污渍,得到去除表面污渍的厚板。
[0078] (4)将去除表面污渍的厚板重新放入马弗炉进行保温,采用温度范围为450℃,保温时间50分钟,获得预备厚板,准备轧制。
[0079] (5)使用双辊轧制将预备厚板进行多道次轧制第一道次下压量为预备厚板原始尺寸的20%,其余道次下压量为前一道次厚度20%;各道次轧制后将板材需将板材放入马弗炉保温,保温温度为步骤(4)中使用温度以上5℃,即在455℃保温45分钟。
[0080] (6)多道次轧制结束后得到厚度为1.5mm的板材,其金相组织图如图1(f)所示。
[0081] 实施例7:
[0082] 本实施例中制备的Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金系的成分为:Zn:7.5wt%;Mn:1.2wt%;Cu:0.8wt%;Mg:0.7wt%;其它杂质总含量不超过0.15wt.%,且单个杂质成分含量不超过
0.02wt.%,余量为Al。
[0083] (1)称取符合设计成分的各原料,按照2kg总重计算,称取工业纯铝:1.580kg,工业纯锌:0.150kg,Al20Mn合金:0.120kg,Al20Cu合金:0.080kg,Al20Mg合金:0.070kg。
[0084] (2)然后使用通用熔炼技术将步骤(1)中称取的各原料根据通用熔炼技术规范依次放入石墨坩埚制备Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金铸锭,常规过程包括加热、熔化、添料(补充由烧损导致的元素含量下降)、除气、精炼、保温,获得合金熔体。然后将内腔为200mm(长)×160mm(高)×20mm(厚)的方形锭金属铸型模具进行加热至375℃,接着将合金熔体浇入金属铸型模具内,随后自然冷却,得到合金铸锭。
[0085] (3)将合金铸锭放入马弗炉进行预热保温,采用温度范围为450℃,保温时间60分钟;保温结束后进行锻压制造厚板,垂直于径向锻压,下压速率为12.5mm/s,连续锻压至步骤(2)中合金铸锭直径的1/2,锻压过程中不控制温度,锻压结束后得到厚板。将厚板冷却至室温后,使用30vol.%乙醇水溶液对厚板进行清洗,去除表面污渍,得到去除表面污渍的厚板。
[0086] (4)将去除表面污渍的厚板重新放入马弗炉进行保温,采用温度范围为430℃,保温时间60分钟,获得预备厚板,准备轧制。
[0087] (5)使用双辊轧制将预备厚板进行多道次轧制第一道次下压量为预备厚板原始尺寸的30%,其余道次下压量为前一道次厚度15%;各道次轧制后将板材需将板材放入马弗炉保温,保温温度为步骤(4)中使用温度以上10℃,即在440℃保温45分钟。
[0088] (6)多道次轧制结束后得到厚度为3.5mm的板材,其金相组织图如图1(g)所示。
[0089] 实施例8:
[0090] 本实施例中制备的Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金系的成分为:Zn:8.5wt%;Mn:0.7wt%;Cu:0.4wt%;Mg:0.4wt%;其它杂质总含量不超过0.15wt.%,且单个杂质成分含量不超过
0.02wt.%,余量为Al。
[0091] (1)称取符合设计成分的各原料,按照2kg总重计算,称取工业纯铝:1.680kg,工业纯锌:0.170kg,Al20Mn合金:0.070kg,Al20Cu合金:0.040kg,Al20Mg合金:0.040kg。
[0092] (2)然后使用通用熔炼技术将步骤(1)中称取的各原料根据通用熔炼技术规范依次放入石墨坩埚制备Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金铸锭,常规过程包括加热、熔化、添料(补充由烧损导致的元素含量下降)、除气、精炼、保温,获得合金熔体。然后将内腔为200mm(长)×160mm(高)×20mm(厚)的方形锭金属铸型模具进行加热至375℃,接着将合金熔体浇入金属铸型模具内,随后自然冷却,得到合金铸锭。
[0093] (3)将合金铸锭放入马弗炉进行预热保温,采用温度范围为450℃,保温时间60分钟;保温结束后进行锻压制造厚板,垂直于径向锻压,下压速率为12.5mm/s,连续锻压至步骤(2)中合金铸锭直径的1/2,锻压过程中不控制温度,锻压结束后得到厚板。将厚板冷却至室温后,使用30vol.%乙醇水溶液对厚板进行清洗,去除表面污渍,得到去除表面污渍的厚板。
[0094] (4)将去除表面污渍的厚板重新放入马弗炉进行保温,采用温度范围为440℃,保温时间60分钟,获得预备厚板,准备轧制。
[0095] (5)使用双辊轧制将预备厚板进行多道次轧制第一道次下压量为预备厚板原始尺寸的30%,其余道次下压量为前一道次厚度15%;各道次轧制后将板材需将板材放入马弗炉保温,保温温度为步骤(4)中使用温度以上10℃,即在450℃保温45分钟。
[0096] (6)多道次轧制结束后得到厚度为2mm的板材,其金相组织图如图1(h)所示。
[0097] 实施例9:
[0098] 本实施例中制备的Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金系的成分为:Zn:6.5wt%;Mn:0.9wt%;Cu:0.6wt%;Mg:0.5wt%;其它杂质总含量不超过0.15wt.%,且单个杂质成分含量不超过
0.02wt.%,余量为Al。
[0099] (1)称取符合设计成分的各原料,按照2kg总重计算,称取工业纯铝:1.670kg,工业纯锌:0.130kg,Al20Mn合金:0.090kg,Al20Cu合金:0.060kg,Al20Mg合金:0.050kg。
[0100] (2)然后使用通用熔炼技术将步骤(1)中称取的各原料根据通用熔炼技术规范依次放入石墨坩埚制备Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金铸锭,常规过程包括加热、熔化、添料(补充由烧损导致的元素含量下降)、除气、精炼、保温,获得合金熔体。然后将内腔为200mm(长)×160mm(高)×20mm(厚)的方形锭金属铸型模具进行加热至350℃,接着将合金熔体浇入金属铸型模具内,随后自然冷却,得到合金铸锭。
[0101] (3)将合金铸锭放入马弗炉进行预热保温,采用温度范围为450℃,保温时间60分钟;保温结束后进行锻压制造厚板,垂直于径向锻压,下压速率为12.5mm/s,连续锻压至步骤(2)中合金铸锭直径的1/2,锻压过程中不控制温度,锻压结束后得到厚板。将厚板冷却至室温后,使用30vol.%乙醇水溶液对厚板进行清洗,去除表面污渍,得到去除表面污渍的厚板。
[0102] (4)将去除表面污渍的厚板重新放入马弗炉进行保温,采用温度范围为445℃,保温时间60分钟,获得预备厚板,准备轧制。
[0103] (5)使用双辊轧制将预备厚板进行多道次轧制第一道次下压量为预备厚板原始尺寸的30%,其余道次下压量为前一道次厚度15%;各道次轧制后将板材需将板材放入马弗炉保温,保温温度为步骤(4)中使用温度以上5℃,即在450℃保温45分钟。
[0104] (6)多道次轧制结束后得到厚度为4mm的板材,其金相组织图如图1(j)所示。
[0105] 实施例10:
[0106] 本实施例中制备的Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金系的成分为:Zn:8.0wt%;Mn:1.1wt%;Cu:0.8wt%;Mg:0.6wt%;其它杂质总含量不超过0.15wt.%,且单个杂质成分含量不超过
0.02wt.%,余量为Al。
[0107] (1)称取符合设计成分的各原料,按照2kg总重计算,称取工业纯铝:1.590kg,工业纯锌:0.160kg,Al20Mn合金:0.110kg,Al20Cu合金:0.080kg,Al20Mg合金:0.060kg。
[0108] (2)然后使用通用熔炼技术将步骤(1)中称取的各原料根据通用熔炼技术规范依次放入石墨坩埚制备Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金铸锭,常规过程包括加热、熔化、添料(补充由烧损导致的元素含量下降)、除气、精炼、保温,获得合金熔体。然后将内腔为200mm(长)×160mm(高)×20mm(厚)的方形锭金属铸型模具进行加热至375℃,接着将合金熔体浇入金属铸型模具内,随后自然冷却,得到合金铸锭。
[0109] (3)将合金铸锭放入马弗炉进行预热保温,采用温度范围为450℃,保温时间60分钟;保温结束后进行锻压制造厚板,垂直于径向锻压,下压速率为10mm/s,连续锻压至步骤(2)中合金铸锭直径的1/2,锻压过程中不控制温度,锻压结束后得到厚板。将厚板冷却至室温后,使用30vol.%乙醇水溶液对厚板进行清洗,去除表面污渍,得到去除表面污渍的厚板。
[0110] (4)将去除表面污渍的厚板重新放入马弗炉进行保温,采用温度范围为440℃,保温时间45分钟,获得预备厚板,准备轧制。
[0111] (5)使用双辊轧制将预备厚板进行多道次轧制第一道次下压量为预备厚板原始尺寸的30%,其余道次下压量为前一道次厚度20%;各道次轧制后将板材需将板材放入马弗炉保温,保温温度为步骤(4)中使用温度以上10℃,即在450℃保温45分钟。
[0112] (6)多道次轧制结束后得到厚度为3mm的板材,其金相组织图如图1(i)所示。
[0113] 本实施例分别对实施例1~10制备得到的Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg铝合金材料进行了电化学阻抗谱检测,检测结果图2所示。谱线半圆半径越大说明合金耐蚀性能越好,因此,从图2中可以看出本发明所述合金的耐蚀性明显优于本领域代表性7075和7050铝合金。
[0114] 本实施例分别依据GB/T 228.1‑2021金属材料拉伸试验第1部分所记载的室温试验方法对实施例1~10制备得到的Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg铝合金材料进行了力学性能检测,检测结果如图3和表1所示。
[0115] 本实施例依据GB/T 15970.7‑2017金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第7部分:慢应变速率试验的记载对实施例1~10制备得到的Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg铝合金材料进行了抗应力腐蚀性能检测(以应力腐蚀敏感性因子(ISSRT)表示),检测结果如图4和表1所示。
[0116] 其中,应力腐蚀敏感性因子(ISSRT)的计算公式为:
[0117]
[0118] 表1.空气与NaCl溶液中,实施例1~实施例10力学性能参量和ISSRT值[0119]
[0120] 结合图3~4和表1可以看出,本发明所提供合金的屈服强度均超过500MPa,达到了本领域认知的超高强铝合金的要求。本发明所提供合金的屈服强度和抗拉强度与本领域代表性合金(7075和7050铝合金)相当,但是延伸率具有显著优势。此外,由表1也可以看出,所提供合金的抗应力腐蚀性能优于本领域代表性合金(7075和7050铝合金)。
[0121] 综上所述,本发明所述基于Al‑Zn‑Mn‑Cu‑Mg合金系的高强高韧耐腐蚀的Al‑Zn系合金,在通用生产条件下,所设计合金具有超过500MPa的屈服强度并且具有不低于20%延伸率,属于具有高塑性变形能力的超高强铝合金,适合应用于交通运载、航空航天等领域的型材加工,具有很好的实用性。
[0122] 所述实施例为本发明的优选的实施方式,但本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。