專(zhuān)利名稱(chēng)：Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱處理方法。
背景技術(shù)：
Al-Cu-Mg-Si系合金具有較高的鍛造性能，其強(qiáng)度與2024 (LY12)合金相近，是應(yīng)用較為廣泛的合金，適用于制造室溫下工作的高載荷模鍛件。大型環(huán)狀構(gòu)件是工程上常用的一種結(jié)構(gòu)件形式，這種構(gòu)件的應(yīng)用場(chǎng)合要求其表層和心部同時(shí)兼具有高的強(qiáng)度和好的韌性。但是這種構(gòu)件一般尺寸較大(可達(dá)2m以上)，厚度一般也超過(guò)20mm，由于合金的淬火敏感性較高，導(dǎo)致常規(guī)熱處理后，具有較高的強(qiáng)度，但延伸率較低。為工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成了極大隱患。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的熱處理方法處理后導(dǎo)致大型薄壁環(huán)狀構(gòu)件的心部和表層心部難以同時(shí)獲得高強(qiáng)度和大延伸率的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法。
Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法如下
一、固溶處理將Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件在溫度為493°C 512°C的條件下，保溫60min，即完成固溶；
二、水淬將經(jīng)過(guò)步驟一處理的Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件進(jìn)行室溫水淬；
三、將經(jīng)過(guò)步驟二處理的Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件在變形量為5% 50%、室溫的條件下，進(jìn)行環(huán)軋冷變形，即得環(huán)軋冷變形構(gòu)件；
四、時(shí)效處理將環(huán)軋冷變形構(gòu)件在148°C 192°C的條件下，保溫O. 5h 6h，即完成時(shí)效處理；
五、將經(jīng)過(guò)步驟四處理的環(huán)軋冷變形構(gòu)件水淬，然后冷卻至室溫，即完成 Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理。
本發(fā)明大冷變形方法在合金中引入大量位錯(cuò)，促進(jìn)了合金中s’沉淀相的析出，使 Al-Cu-Mg-Si系鋁合金大型薄壁環(huán)狀構(gòu)件的心部和表層同時(shí)具有較高的強(qiáng)度和延伸率，大大提高了工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。


圖I是實(shí)驗(yàn)一固溶溫度對(duì)Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件斷裂強(qiáng)度的影響曲線.
圖2是實(shí)驗(yàn)一固溶溫度對(duì)Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件延伸率的影響曲線.
圖3是實(shí)驗(yàn)二變形量對(duì)Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件斷裂強(qiáng)度的影響曲線，圖中表示水平方向斷裂強(qiáng)度曲線，+表示垂直方向斷裂強(qiáng)度曲線；
圖4是實(shí)驗(yàn)二變形量對(duì)Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件延伸率的影響曲線， 圖中+表示水平方向延伸率曲線，+表示垂直方向延伸率曲線；
圖5是實(shí)驗(yàn)三時(shí)效溫度對(duì)Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件斷裂強(qiáng)度的影響曲線，圖中表示水平方向斷裂強(qiáng)度曲線，+表示垂直方向斷裂強(qiáng)度曲線；
圖6是實(shí)驗(yàn)三時(shí)效溫度對(duì)Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件延伸率的影響曲線，圖中表示水平方向延伸率曲線，表示垂直方向延伸率曲線。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法如下
一、固溶處理將Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件在溫度為493°C 512°C的條件下，保溫60min，即完成固溶；
二、水淬將經(jīng)過(guò)步驟一處理的Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件進(jìn)行室溫水淬；
三、將經(jīng)過(guò)步驟二處理的Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件在變形量為5% 50%、室溫的條件下，進(jìn)行環(huán)軋冷變形，即得環(huán)軋冷變形構(gòu)件；
四、時(shí)效處理將環(huán)軋冷變形構(gòu)件在148°C 192°C的條件下，保溫O. 5h 6h，即完成時(shí)效處理；
五、將經(jīng)過(guò)步驟四處理的環(huán)軋冷變形構(gòu)件水淬，然后冷卻至室溫，即完成 Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中所述的 Al-Cu-Mg-Si系鋁合金為2A14鋁合金。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中在溫度為 495°C的條件下,保溫60min。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中在溫度為 500°C的條件下,保溫60min。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中在溫度為 510°C的條件下,保溫60min。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟三中在變形量為 15%、室溫的條件下，進(jìn)行環(huán)軋冷變形。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟三中在變形量為 25%、室溫的條件下，進(jìn)行環(huán)軋冷變形。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟三中在變形量為 35%、室溫的條件下，進(jìn)行環(huán)軋冷變形。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟四中將環(huán)軋冷變形構(gòu)件在190°C的條件下,保溫lh。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟四中將環(huán)軋冷變形構(gòu)件在175°C的條件下，保溫4h。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
采用下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明效果
實(shí)驗(yàn)一
Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法如下
一、固溶處理將2A14鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件在溫度為493°C 512°C的條件下，保溫60min,即完成固溶；
二、水淬將經(jīng)過(guò)步驟一處理的2A14鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件進(jìn)行室溫水淬；
三、將經(jīng)過(guò)步驟二處理的2A14鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件在變形量為50%、室溫的條件下，進(jìn)行環(huán)軋冷變形，即得環(huán)軋冷變形構(gòu)件；
四、時(shí)效處理將環(huán)軋冷變形構(gòu)件在190°C的條件下，保溫2h，即完成時(shí)效處理；
五、將經(jīng)過(guò)步驟四處理的環(huán)軋冷變形構(gòu)件水淬，然后冷卻至室溫，即完成2A14鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理。
本實(shí)驗(yàn)中所述的2al4鋁合金的化學(xué)成分如表I :
表I
權(quán)利要求
1.Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法，其特征在于Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法如下一、固溶處理JfAl-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件在溫度為493°C 512°C的條件下，保溫60min，即完成固溶；二、水淬將經(jīng)過(guò)步驟一處理的Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件進(jìn)行室溫水淬；三、將經(jīng)過(guò)步驟二處理的Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件在變形量為5% 50%、 室溫的條件下，進(jìn)行環(huán)軋冷變形，即得環(huán)軋冷變形構(gòu)件；四、時(shí)效處理將環(huán)軋冷變形構(gòu)件在148°C 192°C的條件下，保溫O.5h 6h，即完成時(shí)效處理；五、將經(jīng)過(guò)步驟四處理的環(huán)軋冷變形構(gòu)件水淬，然后冷卻至室溫，即完成Al-Cu-Mg-Si 系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法，其特征在于步驟一中所述的Al-Cu-Mg-Si系鋁合金為2A14鋁合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法，其特征在于步驟一中在溫度為495°C的條件下，保溫60min。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法，其特征在于步驟一中在溫度為500°C的條件下，保溫60min。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法，其特征在于步驟一中在溫度為510°C的條件下，保溫60min。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法，其特征在于步驟三中在變形量為15%、室溫的條件下，進(jìn)行環(huán)軋冷變形。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法，其特征在于步驟三中在變形量為25%、室溫的條件下，進(jìn)行環(huán)軋冷變形。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法，其特征在于步驟三中在變形量為35%、室溫的條件下，進(jìn)行環(huán)軋冷變形。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法，其特征在于步驟四中將環(huán)軋冷變形構(gòu)件在190°C的條件下，保溫lh。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法，其特征在于步驟四中將環(huán)軋冷變形構(gòu)件在175°C的條件下，保溫4h。
全文摘要
Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理方法，它涉及一種熱處理方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的熱處理方法處理后導(dǎo)致大型薄壁環(huán)狀構(gòu)件的高強(qiáng)度和大延伸率難以同時(shí)獲得的技術(shù)問(wèn)題。本方法如下一、固溶處理；二、水淬；三、環(huán)軋冷變形；四、時(shí)效處理；五、將經(jīng)過(guò)步驟四處理的環(huán)軋冷變形構(gòu)件水淬，然后冷卻至室溫，即完成Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環(huán)狀構(gòu)件的熱處理。本發(fā)明大冷變形方法在合金中引入大量位錯(cuò)，促進(jìn)了合金中S’沉淀相的析出，使Al-Cu-Mg-Si系鋁合金大型薄壁環(huán)狀構(gòu)件同時(shí)具有較高的強(qiáng)度和延伸率，大大提高了工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。
文檔編號(hào)C22F1/057GK102925829SQ20121047872
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者高智勇, 孟祥龍, 吳迪, 蔡偉, 隋解和, 吳冶 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)