1、2024鋁合金是al-cu-mg-mn系典型的代表合金,特點(diǎn)是強(qiáng)度高,通常稱為硬鋁合金。其耐熱性能和加工性能良好,但由于含cu高耐蝕性不如大多數(shù)其他鋁合金好,在一定條件下會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。同時(shí),由于航空裝備材料中對(duì)2024鋁合金型材的力學(xué)性能檢測(cè)比較高,要求達(dá)到抗拉強(qiáng)度σb≥440mpa、屈服強(qiáng)度σ0.2≥330mpa、斷后延長(zhǎng)率δ≥12%,這些性能比國(guó)標(biāo)gb/t6892-2015(σb≥395mpa、σ0.2≥290mpa、δ≥8%)及美標(biāo)astm b221-2015(σb≥393mpa、σ0.2≥285mpa、δ≥12%)都高很多,性能不合格也經(jīng)常出現(xiàn),導(dǎo)致重復(fù)取樣、補(bǔ)投,造成了人員與資源的浪費(fèi),嚴(yán)重影響了生產(chǎn)進(jìn)度及用戶保供。
1、本發(fā)明是為了解決2024鋁合金擠壓型材強(qiáng)度低和晶間腐蝕的關(guān)鍵技術(shù)難題,通過設(shè)計(jì)成分配比和提供一種新的淬火處理方式,提高了2024鋁合金擠壓型材的強(qiáng)度,同時(shí)改善了2024鋁合金的晶間腐蝕。
2、本發(fā)明航空用高強(qiáng)耐腐蝕2024鋁合金小壁厚熱擠壓型材的制造方法按以下步驟進(jìn)行:
5、本發(fā)明中2024鋁合金添加的mn、ti元素對(duì)合金的組織和性能有明顯的影響。這些元素可在鑄錠均勻化退火時(shí)產(chǎn)生彌散的質(zhì)點(diǎn),阻止位錯(cuò)及晶界的遷移,從而提高了再結(jié)晶溫度,有效地阻止了晶粒的長(zhǎng)大,可細(xì)化晶粒,并保證組織在熱加工及熱處理后保持未再九游體育官方網(wǎng)站結(jié)晶,使強(qiáng)度提高的同時(shí)具有較好的抗腐蝕性能。
6、2024鋁合金控制zn含量0.10%~0.15%。zn是一種具有良好強(qiáng)化作用的金屬,可以通過形成固溶體、位錯(cuò)和微觀組織的方式對(duì)合金進(jìn)行強(qiáng)化。zn由于其活潑性也是一種具有良好防腐性能的金屬,同時(shí)可以通過控制晶粒大小和分布作用,確保合金具備良好的加工性能。
8、所述熱擠壓工藝為:將2024鋁合金短鑄錠放置在工頻感應(yīng)爐中加熱,加熱爐各區(qū)儀表定溫為450℃,擠壓筒溫度400℃~450℃,鑄錠溫度達(dá)到420~450℃后,按照擠壓速度不大于0.5mm/s通過工模具熱擠壓成型,得到鋁合金熱擠壓型材;
10、所述離線淬火工藝為:在具有陽(yáng)極保護(hù)裝置的立式淬火爐中,將鋁合金熱擠壓型材固溶處理,固溶處理后轉(zhuǎn)移,然后進(jìn)行淬火;所述淬火的水溫≤20℃,所述固溶處理的溫度為497℃~502℃;
11、所述具有陽(yáng)極保護(hù)裝置的立式淬火爐上部為固溶處理段,下部為淬火段,淬火段內(nèi)填充水介質(zhì),淬火爐的固溶處理段和淬火段之間設(shè)置有爐門;
12、所述轉(zhuǎn)移過程為:在固溶處理段固溶處理結(jié)束后,保持爐門為關(guān)閉狀態(tài),將鋁合金熱擠壓型材以0.5m/s速度下降,型材下端降至距爐門上方50mm位置處停止;然后打開爐門,在15s內(nèi)將型材下降至完全浸沒在淬火段的水介質(zhì)中;
13、目前國(guó)內(nèi)立式淬火爐設(shè)備設(shè)計(jì)的固溶處理段的轉(zhuǎn)移過程均在打開爐門狀態(tài)下進(jìn)行,轉(zhuǎn)移時(shí)間是固溶處理段的轉(zhuǎn)移過程的時(shí)間和淬火段的轉(zhuǎn)移過程的時(shí)間之和,時(shí)間控制不精確,本發(fā)明通過轉(zhuǎn)移過程的精確控制即實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的淬火,也保證了轉(zhuǎn)移過程的順利進(jìn)行。
18、本發(fā)明通過改進(jìn)合金成分和設(shè)置合理的淬火熱處理制度,抑制晶粒長(zhǎng)大并細(xì)化晶粒,抑制或減少cual2在晶界上析出,減少貧cu區(qū)形成,從而減少電位差,改善晶間腐蝕。本發(fā)明得到的2024鋁合金型材的抗拉強(qiáng)度σb=494.70~531.70mpa,屈服強(qiáng)度σ0.2=368.40~402.20mpa,延伸率δ=12.14~15.74%,達(dá)到高強(qiáng)要求;晶間腐蝕壁厚>2mm以上的腐蝕深度≤130um,壁厚≤2mm的腐蝕深度≤90um,滿足航空材料需求。
1.一種航空用高強(qiáng)耐腐蝕2024鋁合金小壁厚熱擠壓型材的制造方法,其特征在于:航空用高強(qiáng)耐腐蝕2024鋁合金小壁厚熱擠壓型材的制造方法按以下步驟進(jìn)行:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空用高強(qiáng)耐腐蝕2024鋁合金小壁厚熱擠壓型材的制造方法,其特征在于:步驟一所述2024鋁合金短鑄錠中各元素質(zhì)量百分比為:cu:4.5300%、mg:1.5333%、mn:0.7315%、zn:0.0861%、cr:0.0029%、ti:0.0375%、fe:0.1431%、si:0.0497%、ti+zr≤0.0404%、單個(gè)雜質(zhì):≤0.05%、合計(jì)雜質(zhì):≤0.10%,其余為al。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空用高強(qiáng)耐腐蝕2024鋁合金小壁厚熱擠壓型材的制造方法,其特征在于:步驟二所述熱擠壓工藝為:將2024鋁合金短鑄錠放置在工頻感應(yīng)爐中加熱,加熱爐各區(qū)儀表定溫為450℃,擠壓筒溫度450℃,鑄錠溫度達(dá)到420~450℃后,按照擠壓速度不大于0.5mm/s通過工模具熱擠壓成型,得到鋁合金熱擠壓型材。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空用高強(qiáng)耐腐蝕2024鋁合金小壁厚熱擠壓型材的制造方法,其特征在于:步驟二所述熱擠壓工藝為:將2024鋁合金短鑄錠放置在工頻感應(yīng)爐中加熱,加熱爐各區(qū)儀表定溫為450℃,擠壓筒溫度430℃,鑄錠溫度達(dá)到420℃后,按照擠壓速度0.4mm/s通過工模具熱擠壓成型,得到鋁合金熱擠壓型材。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空用高強(qiáng)耐腐蝕2024鋁合金小壁厚熱擠壓型材的制造方法,其特征在于:步驟三所述離線淬火工藝為:將鋁合金熱擠壓型材固溶處理,然后在具有陽(yáng)極保護(hù)裝置的淬火爐淬火;所述淬火的水溫≤20℃,淬火時(shí)入水速度13s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空用高強(qiáng)耐腐蝕2024鋁合金小壁厚熱擠壓型材的制造方法,其特征在于:步驟三所述離線淬火九游體育官方網(wǎng)站工藝為:將鋁合金熱擠壓型材固溶處理,然后在具有陽(yáng)極保護(hù)裝置的淬火爐淬火;所述淬火的水溫15℃,淬火時(shí)入水速度13s。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空用高強(qiáng)耐腐蝕2024鋁合金小壁厚熱擠壓型材的制造方法,其特征在于:步驟三所述固溶處理的溫度為502℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空用高強(qiáng)耐腐蝕2024鋁合金小壁厚熱擠壓型材的制造方法,其特征在于:步驟三所述固溶處理的溫度為500℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空用高強(qiáng)耐腐蝕2024鋁合金小壁厚熱擠壓型材的制造方法,其特征在于:步驟四所述張力矯直時(shí)拉伸率為1.0%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空用高強(qiáng)耐腐蝕2024鋁合金小壁厚熱擠壓型材的制造方法,其特征在于:步驟四所述張力矯直時(shí)拉伸率為1.3%。
一種航空用高強(qiáng)耐腐蝕2024鋁合金小壁厚熱擠壓型材的制造方法,涉及一種鋁合金熱擠壓型材的制造方法。為了解決2024鋁合金擠壓型材強(qiáng)度低和晶間腐蝕的關(guān)鍵技術(shù)難題。方法:制備2024鋁合金短鑄錠;將鋁合金短鑄錠加熱后通過模具熱擠壓成型材;鋁合金熱擠壓型材進(jìn)行離線淬火,得到鋁合金淬火型材;將鋁合金淬火型材進(jìn)行張力矯直;將經(jīng)步驟四處理后的型材進(jìn)行時(shí)效熱處理。本發(fā)明通過改進(jìn)合金成分和設(shè)置合理的淬火處理方式,抑制晶粒長(zhǎng)大并細(xì)化晶粒,抑制或減少CuAl2在晶界上析出,減少貧Cu區(qū)形成,從而減少電位差,改善晶間腐蝕。得到的2024鋁合金型材的抗拉強(qiáng)度σb=494.70~531.70MPa,屈服強(qiáng)度σ0.2=368.40~402.20MPa,延伸率δ=12.14~15.74%,滿足航空材料需求。
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