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尽快实现批量生产T77铝材 助推我国跻身世界铝加工业强国之列
    2018-09-18 14:11:09         来源:中国有色金属报     浏览量(
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  T77是一种美国铝业公司有专利的热处理工艺,它是变形铝合金热处理工艺中一颗灿烂的明珠。这种工艺名为回归时效处理(Retrogression and Reaging Treatment),即RRT处理,也可以称之为RRA处理,是R·M·Cina(西纳)首先提出,由美国铝业公司技术中心付诸工业化生产的,它适用于Al-Cu-Mg、Al-Mg-Si、Al-Zn-Mg-Cu系合金,现在多用于7075、7050、7055等合金。

  T77板材与挤压材主要用于制造飞机,在ARJ21飞机中,铝合金零部件质量占飞机净质量的70%,而在用的铝合金中,T77用得多,估计可达20%。

  在大飞机C919制造中也用了一些T77材料,如机翼上蒙皮为7055-T7751、中机身龙骨梁缘条为7150-T7511、机头前压力框加强件为7150-T77511合金制造。

  天津忠旺板带有限公司从艾伯纳工业炉有限公司引进了一台139m长的T77时效炉,2017年投产,可处理板材尺寸(宽X厚X长):(1000~4300)mmX(4~250)mmX39m,单板最大质量25吨,设定炉温精度±1℃,炉气温度精度±2℃,板材温度均匀性±1.5℃,单板温度精度±1℃。这是到2018年为止中国引进与投产的唯一的处理线,也可能是除美国以外仅有的一条T77处理线。未来中国南山集团也可能引进这类生产线。

  在当今的大型航空航天器铝材生产企业中,必须批量生产T77铝材,否则就不是一个跻身世界先进水平的航空航天器铝材骨干供应商。

  下面笔者简要介绍一下铝材的几种基本状态及经过T77处理后的状态。

  T3:固溶处理后(淬火)进行冷加工或矫直、矫平以提高其强度性能,再进行自然时效的状态,可简单地表述为:固溶处理+冷加工+自然时效。

  T4:固溶处理后自然时效状态到稳定的状态,不过固溶处理后可对材料进行矫直、矫平之类作业,但对力学性能无可见的影响,可表述为固溶处理+矫直矫平+自然时效4天以上,90%以上的2XXX系合金都处于此状态。

  T5:在高温成形过程(挤压)中对材料进行固溶处理,然后进行人工时效的状态,固溶处理后可进行在线拉伸,可简述为:在线固溶处理(风冷或水冷或气雾冷)+拉伸矫直+人工时效,建筑挤压铝材几乎全是这种状态。

  T6:固溶处理与矫直、矫平处理再进行人工时效的状态,可表述为:固溶处理+矫直或矫平+在人工时效到最大强度的状态,所有热处理可强化合金材料或工件都可以处理成这种状态。在全世界生产的铝材中,约有20%是在这种状态下应用的。

  T7:固溶处理+过时效的状态。适用于7XXX系合金,在固溶处理后为获得高的抗应力腐蚀开裂性能与抗剥落腐蚀而采取过时效处理,强度性能在时效曲线上越过了峰值点的产品。

  T7、T7X(T73、T74、T76、T77)、T77XXX(T77510、T77511)、T7XXX(T7451、T7351、T7452、T7751、T7651)都是为了7XXX合金具有高的抗应力腐蚀开裂及抗剥落腐蚀性能而开发的热处理工艺,同时都是美国铝业公司(Alcoa)匹兹堡技术中心的科研成果,更具体地说,它们适用于近三四十年来注册的新型高强韧合金,如7050、7150、7055等等。

  T73:固溶处理后进行过时效处理的状态,这种状态既有高的力学性能又有优秀的抗应力腐蚀开裂性能,不过在T7X状态材料中,它的强度虽最低,但抗腐蚀性能却最高。

  T74:固溶处理+过时效处理状态。该状态材料的强度性能大于T73材料,但小于T76材料,不过它的抗腐蚀性能低于T73材料。

  T76:固溶处理+过时效处理状态。它的强度性能小于T6材料,却大于T73材料,其抗应力腐蚀开裂性能不如T73、T74状态材料,但仍有相当强的抗剥落腐蚀性能。

  7150与7055合金有很好的综合性能,是第四代超硬铝的代表,7150合金1978年注册,7055合金1999年注册,它们的成分见表。

  7050型及7055型合金都是在T7X、T7XX、T7XXX等状态下应用的新型合金,是我们常说的高强韧合金的典型代表,它们在成分方面的特点是合金元素总含量高,杂质含量低,生产技术难度大。

  RRA的处理工艺分4步:固溶处理约480℃,依具体合金而定,保温时间决定于合金和材料尺寸,加热速度可慢一些,但淬火速度(WQ),转移时间宜快,水的温度不宜>35℃,容量应足够大;第二步为约120℃进行人工时效;第三步为在约200℃进行回归处理,这一步最关键,升温与降温速度宜快,同时保温时间极短,以秒计,实现工业化处理实属不易,需要专业设备;第四步为再时效。

  

尽快实现批量生产T77铝材 助推我国跻身世界铝加工业强国之列

 

  中国什么时候能商业化生产7050、7150、7055合金37.5m长的厚板,并进入波音、空客、中国商飞公司等的铝材供应商名录,并被长期使用之时,就是中国成为世界铝加工产业强国之日。还将成为世界三大航空航天铝材强国之一,并进而与奥科宁克铝业公司平分秋色。

(责任编辑:南南)

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