Al-6.0Zn-2.2Mg-1.6Cu合金热处理工艺研究

【摘要】： 本研究工作的目的是针对高纯Al-6.0Zn-2.2Mg-1.6Cu铝合金,借助于力学性能、电导率和抗剥落腐蚀性能的测定以及光学金相显微镜、扫描电镜和透射电镜组织观察和微区能谱分析等手段,对其半连续铸锭均匀化处理、热轧板的固溶处理以及预拉伸板的时效处理进行研究,优化该合金生产过程的几个主要热处理条件,为建立高纯Al-6.0Zn-2.2Mg-1.6Cu铝合板材生产的合适的全程热处理工艺奠定基础。 研究结果表明:所研究合金半连续铸锭中存在的478℃开始熔化的低熔点产物在465℃保温12小时即可基本溶入基体,同时部分转变成约490℃开始熔化的S相(Al2CuMg),该S相可通过在465℃保温48小时或多级高温均匀化处理消除。常规工业生产的均匀化处理锭坯的组织中仍存在大量残留S相(Al2CuMg),说明其锭坯均匀化处理温度较低,低于470℃,与前者相比,实验室进行465℃×48h均匀化处理的锭坯的组织中残留的S相并不多。 在465℃×24h均匀化处理的基础上随炉升温再进行485℃×10h的第二级均匀化处理对合金性能影响不大,在此双级均匀化处理的基础上再进行500℃×2h的第三级高温均匀化处理对锭坯的晶粒尺寸影响不大,略有提高合金的强度作用,但合金的电导率略有降低。 经工厂常规均匀化处理后的铸锭热轧成15mm厚的板材中仍存在少量478℃熔化的低熔点产物和较多的对应488℃熔化的产物,因此热轧板的最初固溶处理温度应低于470℃,首先在固溶处理温度加热空冷再进行第二次常规的固溶处理水淬有利于合金强度的提高。 工厂提供的经双级均匀化处理的铸锭再热轧及常规固溶处理淬火的17mm厚预拉伸板,对第二级时效温度及时间非常敏感,必须严格控制第二级时效温度和时间;对于17mm厚预拉伸板,当第一级时效为107℃×7h,第二级时效温度为163℃～160℃时,对应的第二级时效时间应在12～16h之间。当第二级时效温度为160℃时,其第二级时效时间应达到16h,才能使剥落腐蚀程度小于EB级。