成果信息

本课题组结合国家重点基础研究发展规划（即973）“提高铝材质量的基础研究”项目超强铝合金强韧化课题和国家重点项目的需要，在合金成分、微量元素的作用、熔炼铸造、加工热处理各方面开展了超高强度铝合金系统的研究工作，特别是1）发展了超强铝合金超声半连铸铸锭技术，可以显著细化组织、显著改善宏观偏析、大幅度减低铸造内应力，可实现均质、无裂纹高合金铸锭的制备；2）发展了微合金化、逐步升温固溶和晶界预析出韧化处理专利技术，可显著提高超强合金的综合性能特别是耐应力腐蚀抗力，与T77制度相比大幅度简化了工艺、过程易于调控、温度-时间窗口宽可用于大截面材料。中南大学已将超声铸锭和新型微合金化与热处理技术成功用于雷达天线杆超强合金坯锭和管材制备，制成Ф290mm铸锭和高性能Ф108mm×4mm×4m的超高强度铝合金管材，为超高强铝合金的发展和实际应用突破了铸造、加工、热处理技术和应力腐蚀性能障碍，制得的超高强度铝合金挤压材的力学性能经多家用户单位验证，达到国内外先进水平（σb 大于750MPa，δ大于9%）。)

背景介绍

超高强铝合金的发展需要解决两个关键问题：1）高合金铸锭开裂、铸锭组织粗大。7×××系大规格高合金铸锭铸造内应力大易开裂，7055的板坯铸锭成材率不足11％，7050合金铸造成材率不到30％。铸锭内的组织粗大，尤其是在晶界处的低熔点结晶相和化合物粗大，使合金均匀化困难，加工性能降低，热轧开坯时由于开裂而报废。由于加入的合金元素大量存在在晶界，晶内合金元素含量低，热处理后的性能不均匀，不能达到指标或只能达到指标的下限，同时产品的每批次的质量不同，质量不能稳定。随合金元素含量的提高，这一问题更为突出。2）高合金化带来的应力腐蚀开裂趋向严重，国外一般通过微调合金成分，发展新的形变与热处理制度（如T77等）来改善7055合金应力腐蚀抗力，但T77制度的工艺调控复杂、精度要求高，且温度-时间窗口窄不能用于大截面材料。急需发展相应的针对我国热处理装备特点的固溶－时效热处理工艺及微合金化技术，提高超强合金的综合性能特别是耐应力腐蚀抗力。)

应用前景

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。)