CN102876941A - 高强度铝合金 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度铝合金,是一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金,包括按质量百分比组成的下列成分:Zn:7.0%-9.0%,Mg:1.3%-2.0%,Cu:1.5%-3.0%,Si:≤0.1%,Mn:0.1%-0.3%,Fe:≤0.3%,其余为Al和不可避免的微量元素,且Zn/Mg:3.0-3.5。通过上述方式,本发明能够提高铝合金的比强度、硬度、耐腐蚀性能、韧性、加工性能和焊接性能等。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料领域,特别是涉及一种高强度铝合金。
背景技术
Al-Zn-Mg-Cu系铝合金是20世纪60年代以航空航天用材为背景研制并发展起来的一类高性能铝合金,具有轻质、高强度、高韧性和低成本等一系列优点,广泛应用于航空、交通运输、舰艇和兵器等领域,具有极高的应用价值。
传统的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金,由于铝合金中的Zn含量控制在5.5%左右,导致铝合金的强度很难突破700 MPa,且铝合金的综合性能不佳。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是:针对现有技术的不足,提供一种高强度铝合金,能够提高铝合金的比强度、硬度、耐腐蚀性能、韧性、加工性能和焊接性能等。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种高强度铝合金,是一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板,包括按质量百分比组成的下列成分:包括按质量百分比组成的下列成分:Zn:7.0%-9.0%,Mg:1.3%-2.0%,Cu:1.5%-3.0%,Si:≤0.1%,Mn:0.1%-0.3%,Fe:≤0.3%,其余为Al和不可避免的微量元素,且Zn/Mg:3.0-3.5。
在本发明一个较佳实施例中,所述不可避免的微合金元素包含Li、Sc、Zr、Ag和Be。
在本发明一个较佳实施例中,所述不可避免的微合金元素的质量百分比为0.05%-1.0%。
本发明的有益效果是:本发明揭示了一种高强度铝合金,通过对合金元素的合理优化匹配,提高铝合金的比强度、硬度、耐腐蚀性能、韧性、加工性能和焊接性能等,广泛应用于航空和航天领域。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括:
一种高强度铝合金,是一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板,包括按质量百分比组成的下列成分:包括按质量百分比组成的下列成分:Zn:7.0%-9.0%,Mg:1.3%-2.0%,Cu:1.5%-3.0%,Si:≤0.1%,Mn:0.1%-0.3%,Fe:≤0.3%,其余为Al和不可避免的微量元素,且Zn/Mg:3.0-3.5。
其中,所述不可避免的微合金元素包含Li、Sc、Zr、Ag和Be。
所述不可避免的微合金元素的质量百分比为0.05%-1.0%。
各微量元素的作用如下:
Li:密度小,是最轻的金属。用在铝合金中,可使铝合金轻量化,并改善铝合金的力学性能,提高铝合金的抗应力腐蚀性,可提高强度20%以上,同时具有很好的韧性。
Sc:是一种稀土元素,在铝合金中加入少量Sc,能够提高铝合金的再结晶温度,且高温强度、结构稳定性、焊接性能和抗腐蚀性能均明显提高,并可避免高温下长期工作时易产生的脆化现象,同时可提高强度。
Zr:是一种稀有金属,具有惊人的抗腐蚀性能、极高的熔点、超高的硬度和强度等特性,被广泛用在航空航天、军工、核反应、原子能领域。在铝合金中加入微量的Zr,能够提高铝合金的抗应力腐蚀性能、淬火敏感性、抗再结晶能力和断裂性能。
Ag:富有很高的延展性,是导电性和导热性能最好的金属。可提高铝合金的稳定性。
Be:是最轻的碱土金属元素,也是最轻的结构金属之一。在铝合金中加入少量的Be,可使铝合金轻量化,且能够提高铝合金的抗腐蚀性和热稳定性。广泛应用于航空工业领域。
本发明的高强度铝合金,其屈服强度可达到600Mpa,抗拉强度达到800Mpa以上,延伸率在12%左右,具有良好的抗时效稳定性、延展性和综合强韧性。
本发明揭示了一种高强度铝合金,通过对合金元素的合理优化匹配,提高铝合金的比强度、硬度、耐腐蚀性能、韧性、加工性能和焊接性能等,广泛应用于航空和航天领域。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种高强度铝合金,是一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金,其特征在于,包括按质量百分比组成的下列成分:Zn:7.0%-9.0%,Mg:1.3%-2.0%,Cu:1.5%-3.0%,Si:≤0.1%,Mn:0.1%-0.3%,Fe:≤0.3%,其余为Al和不可避免的微量元素,且Zn/Mg:3.0-3.5。
2.根据权利要求1所述的高强度铝合金,其特征在于,所述不可避免的微合金元素包含Li、Sc、Zr、Ag和Be。
3.根据权利要求2所述的高强度铝合金,其特征在于,所述不可避免的微合金元素的质量百分比为0.05%-1.0%。
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