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


圖I是實驗一固溶溫度對Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件斷裂強度的影響曲線.
圖2是實驗一固溶溫度對Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件延伸率的影響曲線.
圖3是實驗二變形量對Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件斷裂強度的影響曲線，圖中表示水平方向斷裂強度曲線，+表示垂直方向斷裂強度曲線；
圖4是實驗二變形量對Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構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是實驗三時效溫度對Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件斷裂強度的影響曲線，圖中表示水平方向斷裂強度曲線，+表示垂直方向斷裂強度曲線；
圖6是實驗三時效溫度對Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構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。
具體實施方式
本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理方法如下
一、固溶處理將Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件在溫度為493°C 512°C的條件下，保溫60min，即完成固溶；
二、水淬將經過步驟一處理的Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件進行室溫水淬；
三、將經過步驟二處理的Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件在變形量為5% 50%、室溫的條件下，進行環軋冷變形，即得環軋冷變形構件；
四、時效處理將環軋冷變形構件在148°C 192°C的條件下，保溫O. 5h 6h，即完成時效處理；
五、將經過步驟四處理的環軋冷變形構件水淬，然后冷卻至室溫，即完成 Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
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。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中在溫度為 495°C的條件下,保溫60min。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中在溫度為 500°C的條件下,保溫60min。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中在溫度為 510°C的條件下,保溫60min。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟三中在變形量為 15%、室溫的條件下，進行環軋冷變形。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟三中在變形量為 25%、室溫的條件下，進行環軋冷變形。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟三中在變形量為 35%、室溫的條件下，進行環軋冷變形。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟四中將環軋冷變形構件在190°C的條件下,保溫lh。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟四中將環軋冷變形構件在175°C的條件下，保溫4h。其它與具體實施方式
一相同。
采用下述實驗驗證本發明效果
實驗一
Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理方法如下
一、固溶處理將2A14鋁合金薄壁環狀構件在溫度為493°C 512°C的條件下，保溫60min,即完成固溶；
二、水淬將經過步驟一處理的2A14鋁合金薄壁環狀構件進行室溫水淬；
三、將經過步驟二處理的2A14鋁合金薄壁環狀構件在變形量為50%、室溫的條件下，進行環軋冷變形，即得環軋冷變形構件；
四、時效處理將環軋冷變形構件在190°C的條件下，保溫2h，即完成時效處理；
五、將經過步驟四處理的環軋冷變形構件水淬，然后冷卻至室溫，即完成2A14鋁合金薄壁環狀構件的熱處理。
本實驗中所述的2al4鋁合金的化學成分如表I :
表I
權利要求
1.Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理方法，其特征在于Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理方法如下一、固溶處理JfAl-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件在溫度為493°C 512°C的條件下，保溫60min，即完成固溶；二、水淬將經過步驟一處理的Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件進行室溫水淬；三、將經過步驟二處理的Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件在變形量為5% 50%、 室溫的條件下，進行環軋冷變形，即得環軋冷變形構件；四、時效處理將環軋冷變形構件在148°C 192°C的條件下，保溫O.5h 6h，即完成時效處理；五、將經過步驟四處理的環軋冷變形構件水淬，然后冷卻至室溫，即完成Al-Cu-Mg-Si 系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理。
2.根據權利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理方法，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.根據權利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理方法，其特征在于步驟一中在溫度為495°C的條件下，保溫60min。
4.根據權利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理方法，其特征在于步驟一中在溫度為500°C的條件下，保溫60min。
5.根據權利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理方法，其特征在于步驟一中在溫度為510°C的條件下，保溫60min。
6.根據權利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理方法，其特征在于步驟三中在變形量為15%、室溫的條件下，進行環軋冷變形。
7.根據權利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理方法，其特征在于步驟三中在變形量為25%、室溫的條件下，進行環軋冷變形。
8.根據權利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理方法，其特征在于步驟三中在變形量為35%、室溫的條件下，進行環軋冷變形。
9.根據權利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理方法，其特征在于步驟四中將環軋冷變形構件在190°C的條件下，保溫lh。
10.根據權利要求I所述Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理方法，其特征在于步驟四中將環軋冷變形構件在175°C的條件下，保溫4h。
全文摘要
Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理方法，它涉及一種熱處理方法。本發明解決了現有的熱處理方法處理后導致大型薄壁環狀構件的高強度和大延伸率難以同時獲得的技術問題。本方法如下一、固溶處理；二、水淬；三、環軋冷變形；四、時效處理；五、將經過步驟四處理的環軋冷變形構件水淬，然后冷卻至室溫，即完成Al-Cu-Mg-Si系鋁合金薄壁環狀構件的熱處理。本發明大冷變形方法在合金中引入大量位錯，促進了合金中S’沉淀相的析出，使Al-Cu-Mg-Si系鋁合金大型薄壁環狀構件同時具有較高的強度和延伸率，大大提高了工程結構的穩定性和可靠性。
文檔編號C22F1/057GK102925829SQ20121047872
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月22日 優先權日2012年11月22日
發明者高智勇, 孟祥龍, 吳迪, 蔡偉, 隋解和, 吳冶 申請人:哈爾濱工業大學