一种高合金化高强韧性Al-Zn-Mg-Cu合金及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种高合金化高强韧性al-zn-mg-cu合金，其特征在于：它按照重量百分比组成为zn：8.7％～9.3％、mg：1.8％～2.3％、cu：1.8％～2.0％、zr：0.09％～0.13％、fe：<0.05％、si：<0.03％、ti：0.015％～0.03％、单个杂质：＜0.05％、合计杂质：＜0.15％和余量的al。2.根据权利要求1所述的一种高合金化高强韧性al-zn-mg-cu合金，其特征在于它按照重量百分比组成为zn：9.1％、mg：2.1％、cu：1.85％、zr：0.11％、fe：<0.04％、si：<0.01％、ti：0.02％、单个杂质：＜0.05％、合计杂质：＜0.15％和余量的al。3.制备如权利要求1所述的一种高合金化高强韧性al-zn-mg-cu合金的方法，其特征在于它按以下步骤进行：一、配料：按照重量百分比组成为zn：8.7％～9.3％、mg：1.8％～2.3％、cu：1.8％～2.0％、zr：0.09％～0.13％、fe：<0.05％、si：<0.03％、ti：0.015％～0.03％、单个杂质：＜0.05％、合计杂质：＜0.15％和余量的al，称取99.95％高精纯铝锭、纯镁锭、纯锌锭、alcu40中间合金和alzr5中间合金；二、铸造：将步骤一称取的99.95％高精纯铝锭、纯镁锭、纯锌锭、alcu40中间合金和alzr5中间合金在750℃下熔化后，加入铝钛硼细化剂及2#覆盖剂，第一次搅拌后静置15min后，再分别进行第二次和第三次搅拌、静置，待温度在700℃～720℃下进行除渣、铸造，得到高合金化al-zn-mg-cu铝合金圆铸锭；三、均匀化：对上述高合金化al-zn-mg-cu铝合金圆铸锭进行均匀化处理，出炉空冷至室温，然后将均匀化铸锭车皮至表面无明显缺陷及无皮下裂纹为止，获得均匀化铸块；四、锻造：上述均匀化铸块进行锻造前加热处理，在380℃～420℃下开始锻造，经过三次锻造和回炉加热，锻造成规格的锻环；五、固溶：将上述锻环进行车皮机加处理，然后于472℃下保温4h进行固溶处理，出炉水淬，得到固溶锻件；六、冷压：将上述固溶锻件进行冷压处理，预拉伸量为2％～5％，得到消除应力后的锻件；七、时效：将上述消除应力后的锻件进行人工时效处理，得到高合金化高强韧性al-zn-mg-cu合金，完成该制备方法。4.根据权利要求3所述的一种高合金化高强韧性al-zn-mg-cu合金的制备方法，其特征在于步骤二中铝钛硼丝的加入量为0.7～0.8kg/t铝合金溶液。5.根据权利要求3所述的一种高合金化高强韧性al-zn-mg-cu合金的制备方法，其特征在于步骤二中2#覆盖剂的成分为6wt％cacl2、42wt％kcl、44wt％mgcl2和8wt％bacl2，加入量为1.5～2.0kg/t铝合金溶液。6.根据权利要求3所述的一种高合金化高强韧性al-zn-mg-cu合金的制备方法，其特征在于步骤二中铸造：采用半连续铸造，铸造规格为铸造温度为690～710℃、铸造速度17～22mm/min、冷却水强度18～20m3/h。7.根据权利要求3所述的一种高合金化高强韧性al-zn-mg-cu合金的制备方法，其特征在于步骤三中均匀化处理：在400℃下保温12h进行第一级均匀化退火，然后在470℃下保温60h进行第二级均匀化退火。8.根据权利要求3所述的一种高合金化高强韧性al-zn-mg-cu合金的制备方法，其特征
在于步骤四中三次锻造和回炉加热：于420～450℃下保温6～8h，出炉冷却至380～420℃开始第一次锻造，进行三个方向的镦粗拔长后回炉，继续升温至380～420℃开始第二次锻造，进行三个方向的镦粗拔长后回炉，再继续升温至380～420℃开始第三次锻造，进行三个方向的镦粗拔长后加大变形量压下至高度240mm，冲孔，然后环轧。9.根据权利要求3所述的一种高合金化高强韧性al-zn-mg-cu合金的制备方法，其特征在于步骤六中预拉伸量为2.5％。10.根据权利要求3所述的一种高合金化高强韧性al-zn-mg-cu合金的制备方法，其特征在于步骤七中人工时效处理：于120℃下保温24h，然后121℃下保温4h，再165℃下保温9h；或者于105℃下保温10h，然后121℃下保温4h，再165℃下保温9h。

技术总结
一种高合金化高强韧性Al-Zn-Mg-Cu合金及其制备方法，它属于金属材料技术领域。它解决了现有Al-Zn-Mg-Cu合金的合金化程度低和断裂韧性低的问题。合金：组成为Zn、Mg、Cu、Zr、Fe、Si、Ti、单个杂质、合计杂质和余量的Al。方法：一、配料；二、铸造；三、均匀化；四、锻造；五、固溶；六、冷压；七、时效。本发明一种高合金化高强韧性Al-Zn-Mg-Cu合金，合金化程度更高，强韧性匹配更好；抗拉强度600MPa～630MPa，屈服强度为560MPa～581MPa，延伸率为10.0％～13.6％，断裂韧性达到27.2MPa.m


技术研发人员：冯博 佟有志 徐磊 孔祥生 杨瑞青 张祥斌 谭艺哲 陈岩 刘新 洪宇 高永强
受保护的技术使用者：东北轻合金有限责任公司
技术研发日：2021.12.24
技术公布日：2022/4/8