一种高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金及其热处理方法

摘要

本发明属于有色金属技术领域，具体涉及一种高强韧Al‑Zn‑Mg‑Cu系铝合金及其热处理方法。本发明的高强韧Al‑Zn‑Mg‑Cu系铝合金的热处理方法具体为：将合金铸锭放入盐浴炉中加热升温经双级均匀化处理后铣面，之后热轧得到合金板材；随后放入盐浴炉中，进行双级固溶处理，得到固溶处理后的合金；放入液氮中，进行淬火；最后放入微波热处理炉中，进行回归再时效处理，先进行第一次T6处理，进行保温回归处理，水淬后，进行第二次T6处理，出炉空冷至室温，得到高强韧Al‑Zn‑Mg‑Cu系铝合金。本发明的热处理工艺简单，微波加热可实现温度升降的精准控制，且在清洁、高效、节能方面具有明显优势。本发明制备的铝合金材料同时具备高强度、高韧性和高耐蚀性的特征，适于大规模工业化生产。

权利要求

1.一种高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）双级均匀化处理：

将经过熔炼、精炼、铸造、均匀化处理、热轧处理得到的合金铸锭放入盐浴炉中加热升温经双级均匀化处理后铣面，之后热轧得到合金板材；

所述合金铸锭的成分为，以质量百分数计，Zn：7.5 8.5％，Mg：1.2 2.0％，Cu：2.0~ ~ ~

2.5％，Si：≤0.04％，Fe：≤0.06％，Cr：0.04％，Ti：0.02 0.05％，Er：0.1 0.25％，Sn：0.10~ ~ ~

0.15％，Zr：0.2 0.25％，Ag：0.2 0.3％，Mn：0.02 0.06％，Sc：0.4 0.6％，Y：0.5 1.0％，Yb：~ ~ ~ ~ ~

0.25 0.3％，Ce：0.1 0.2％，Hf：≤0.25％，Ca：≤0.03％，V：≤0.25％，La：0.08 0.15％，余~ ~ ~量为Al；所述双级均匀化处理的第一级均匀化处理制度为425℃×24h，第二级均匀化处理制度为465℃×36h；

（2）双级固溶处理：

将步骤（1）得到的合金板材放入盐浴炉中，进行双级固溶处理，得到固溶处理后的合金；所述双级固溶处理的第一级固溶处理制度为440℃×6h，第二级固溶处理制度为470℃×24h；

（3）液氮淬火：

将步骤（2）固溶处理后的合金，放入液氮中，进行淬火；

（4）回归再时效处理：

将步骤（3）淬火处理后的合金放入微波热处理炉中，进行回归再时效处理，先进行第一次T6处理，随后升温至230 250℃，进行保温回归处理，之后水淬，然后进行第二次T6处理，~出炉空冷至室温，得到高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金；

所述第一次T6处理制度为120℃×24h；所述升温速度为1200 1500℃/min，所述保温回~归处理的时间为40 50s，所述第二次T6处理制度为120℃×24h。

~

2.根据权利要求1所述的高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的热处理方法，其特征在于，步骤（1）中，所述加热升温的速度为2 4℃/min；所述合金板材的厚度为150 200mm。

~ ~

3.根据权利要求1所述的高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的热处理方法，其特征在于，步骤（3）中，所述液氮的温度为-135℃。

4.根据权利要求1所述的高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的热处理方法，其特征在于，步骤（4）中，所述微波热处理炉的微波功率为4 8kW。

~

5.如权利要求1-4任一项所述的热处理方法制备的高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金，其特征在于，所述铝合金的成分为，以质量百分数计，Zn：7.5 8.5％，Mg：1.2 2.0％，Cu：2.0~ ~ ~

2.5％，Si：≤0.04％，Fe：≤0.06％，Cr：0.04％，Ti：0.02 0.05％，Er：0.1 0.25％，Sn：0.10~ ~ ~

0.15％，Zr：0.2 0.25％，Ag：0.2 0.3％，Mn：0.02 0.06％，Sc：0.4 0.6％，Y：0.5 1.0％，Yb：~ ~ ~ ~ ~

0.25 0.3％，Ce：0.1 0.2％，Hf：≤0.25％，Ca：≤0.03％，V：≤0.25％，La：0.08 0.15％，余~ ~ ~量为Al。

6.根据权利要求5所述的高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金，其特征在于，所述铝合金中，铝基体的晶粒组织大小均匀。

说明书

一种高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金及其热处理方法

技术领域

[0001] 本发明属于有色金属技术领域，具体涉及一种高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金及其热处理方法。

背景技术

[0002] 时效强化型Al-Zn-Mg-Cu系高强韧铝合金具有比强度高、加工性能优良、抗应力腐蚀性能好、质量轻等优点，被广泛应用于航空航天工业的重要结构材料。随着航空航天工业和民用交通工具的迅速发展，对选用先进的轻质材料的强度、韧性、抗应力腐蚀性能、屈服强度、延伸率等性能的要求越来越高，并且航空航天领域对飞机机身等更加轻量化的追求，使得轻质招合金构件呈现大型化、整体化的发展趋势。

[0003] 目前Al-Zn-Mg-Cu系高强韧铝合金存在的主要问题有：提高锌镁总含量和采用峰值时效，合金强度虽然提高了，但抗应力腐蚀性能降低；提高合金中铜的含量，可以改善合金的抗应力腐蚀性能，却损害了合金的焊接性能，强度与应力腐蚀的矛盾是Al-Zn-Mg-Cu系铝合金最关键的问题；热处理工艺提高合金强度的同时会降低韧性及延伸率，导致铝合金的韧性、延伸率过低，达不到要求；热处理时间过长。现在解决Al-Zn-Mg-Cu系高强韧铝合金以上问题的工作主要集中在两方面。一方面，从微合金化角度出发，添加可以提高合计强度、抗应力腐蚀性能以及延伸率等性能的微量元素；另一方面，开发新的热处理工艺，协同提高合金性能。

[0004] 随着大型整体式构件厚度的增加，在构件淬火时就会出现厚度截面各处淬火冷却速度不同的现象，从而导致截面芯部及边部基体中溶质元素脱溶析出程度不同，造成芯部及边部时效后析出强化相的形态差异。表面附近淬火冷却速度较高，过饱和固溶体基体中溶质元素脱溶现象不明显，溶质元素过饱和度得以保持，有利于在进一步的时效过程中形成数量充分、尺寸细小、分布合理的沉淀强化相，保持合金所应有的良好综合性能。芯部附近的冷却速率较低，引发了合金基体中α-Al过饱和固溶体的分解，溶质元素大量脱溶、并生长成较为粗大的淬火析出相，这些粗大淬火析出相的产生不仅降低了溶质元素在合金制品芯部基体中的过饱和度，并大大减少随后时效热处理过程中可形成的沉淀强化相数量、恶化了该部位的强度性能，而且极有可能成为初始裂纹萌生及微区腐蚀源地，恶化该部位的其它性能。根据基体沉淀相、晶界析出相及PFZ与合金综合性能密切关系，可知，冷却速度较慢的合金基体显微组织形态严重削弱了合金的弹性强度、屈服强度、延伸率等综合性能。

[0005] RRA(回归再时效)处理是70年代初的Cina公司为改善7075铝合金的SCR而提出的，经过RRA处理后，合金在保持T6态强度的同时拥有T73态的抗SCC性能，但RRA工艺过程中也有两个方面的问题需要解决：(一)被处理件在高温下短时(几十秒到几分钟)加热，难以保证合金内外温度一致，只能应用于小零件，并且在对实际生产意义不大；(二)回归处理过程中会出现合金强度下降的现象。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，如：热处理时间长、合金强度不够、韧性低、延伸率低、抗应力腐蚀性能差等，本发明提供了一种高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金。

[0007] 所述Al-Zn-Mg-Cu铝合金的成分为：以质量百分数计，Zn：7.5～8.5％，Mg：1.2～2.0％，Cu：2.0～2.5％，Si：≤0.04％，Fe：≤0.06％，Cr：0.04％，Ti：0.02～0.05％，Er：0.1～0.25％，Sn：0.10～0.15％，Zr：0.2～0.25％，Ag：0.2～0.3％，Mn：0.02～0.06％，Sc：0.4～0.6％，Y：0.5～1.0％，Yb：0.25～0.3％，Ce：0.1～0.2％，Hf：≤0.25％，Ca：≤0.03％，V：
≤0.25％，La：0.08～0.15％，余量为Al。

[0008] 所述Al-Zn-Mg-Cu铝合金的微观结构具体为：铝基体的晶粒组织大小均匀，同时晶界及晶内的第二相数量较多。

[0009] 本发明还提供了一种高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的热处理方法，本发明利用复合微合金化以及对热处理过程的改进，在显著提高合金强度的同时，使合金具备良好的韧性、抗应力腐蚀性能、屈服强度及延伸率。

[0010] 具体的，本发明按以下步骤技术方案进行：

[0011] (1)双级均匀化处理：

[0012] 将经过熔炼、精炼、铸造、均匀化处理、热轧处理得到的合金铸锭放入盐浴炉中加热升温，经双级均匀化处理后铣面，之后热轧得到合金板材；

[0013] (2)双级固溶处理：

[0014] 将步骤(1)得到的合金板材放入盐浴炉中，进行双级固溶处理，得到固溶处理后的合金；

[0015] (3)液氮淬火：

[0016] 将步骤(2)固溶处理后的合金，放入液氮中，进行淬火；

[0017] (4)回归再时效处理：

[0018] 将步骤(3)淬火处理后的合金放入微波热处理炉中，进行回归再时效处理(RRA时效处理)，先进行第一次T6处理，随后升温至230～250℃，进行保温回归处理，之后水淬，然后进行第二次T6处理，出炉空冷至室温，得到高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金。

[0019] 步骤(1)中，所述加热升温的速度为2～4℃/min；所述双级均匀化处理的第一级均匀化处理制度为425℃×24h，第二级均匀化处理制度为465℃×36h；所述合金板材的厚度为150～200mm。

[0020] 步骤(2)中，所述双级固溶处理的第一级固溶处理制度为440℃×6h，第二级固溶处理制度为470℃×24h。

[0021] 步骤(3)中，所述液氮的温度为-135℃。

[0022] 步骤(4)中，所述微波热处理炉的微波功率为4～8kW；所述第一次T6处理制度为120℃×24h；所述升温速度为1200～1500℃/min，所述保温回归处理的时间为40～50s；所述第二次T6处理制度为120℃×24h；

[0023] 与现有技术相比较，本发明的有益效果体现如下：

[0024] (1)本合金成分设计时，选用Zn、Mg、Cu、Si、Fe、Cr、Ti、Er、Sn、Zr、Ag、Mn、Sc、Y、Yb、Ce、Hf、Ca、V、La进行微合金化处理，充分利用了铝合金的复合微合金化原理，有益合金成分的组合作用，协同提高了材料的综合性能。

[0025] (2)本发明在淬火处理时使用温度为-135℃的液氮作为淬火介质，对于大厚度的构件而言，可以有效的减小构件表面与芯部的淬火冷却速度的差异，进而降低芯部基体析出相与表层基体析出相形态的差异，保持芯部时效后的综合性能，保障大型整体构件厚度截面各处性能的均匀性，并且降低合金的淬火敏感性；使用低温液氮淬火，可以极大的增加淬火冷却速度，避免过饱和固溶体基体中溶质元素脱溶现象的发生，提高了溶质元素过饱和度，能显著增强合金的强度、韧性、弹性强度、屈服强度、延伸率。

[0026] (3)本发明使用微波热处理炉对厚大构件进行RRA处理，充分利用了微波可以从被加热合金内部加热的优点，在合金内部形成体热源状态，里外同时加热，加热均匀，消除了厚大构件时效处理时合金芯部与外层的温度差异，增强了时效处理的效果，对合金综合性能的提高有显著作用。采用微波加热，加热速率高，大大缩短了加热时间，可以实现回归处理时的迅速加热，实现高温短时回归处理，减少了回归处理时合金强度的下降，可以在保证合金良好抗应力腐蚀性能的同时明显减少合金强度的下降，获得高强度合金。微波加热的惯性很小，可以实现温度升降的精准控制，并且微波加热拥有清洁无污染、高效、节能的优点。

[0027] (4)本发明综合利用了复合微合金化、慢速率升温均匀化制度、低温液氮淬火、微波时效的手段，提高了材料的强度、韧性、疲劳性能、抗应力腐蚀性能、屈服强度、延伸性。使材料同时具备了高强度、高韧性和高耐蚀性的特征。此外，本发明的工艺简单并且在清洁、高效、节能方面具有明显的优势。具体指标为：抗拉强度大于765MPa，屈服强度大于710MPa，延伸率大于16％，硬度大于HV198。因此，本发明利用复合微合金化以及对热处理过程的改进，旨在显著提高合金强度的同时，使合金具备良好的韧性、抗应力腐蚀性能、屈服强度及延伸率。

附图说明

[0028] 图1为本发明实施例1所得到高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的金相显微组织图；

[0029] 图2为本发明实施例2所得到高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的金相显微组织图；

[0030] 图3为本发明实施例3所得到高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的金相显微组织图；

[0031] 图4为本发明对比例1所得到高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的金相显微组织图；

[0032] 图5为本发明对比例2所得到高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的金相显微组织图。具体实施方式：

[0033] 下面结合具体实施实例对本发明做进一步说明。

[0034] 本发明首先选用Zn、Mg、Cu、Si、Fe、Cr、Ti、Er、Sn、Zr、Ag、Mn、Sc、Y、Yb、Ce、Hf、Ca、V、La进行微合金化处理，本发明中微合金化元素的含量设计确定依据具体为：

[0035] 锌、镁：本发明中利用Zn和Mg元素形成强化相MgZn2，提高Al-Zn-Mg-Cu系铝合金强度，但Zn、Mg元素的粗大相会降低铝合金韧性和抗SCC性能。

[0036] 铜：Cu元素在Al-Zn-Mg-Cu系铝合金中能提高强度、塑性、抗应力耐蚀性和疲劳抗力，增大合金淬火敏感性，延缓时效析出，降低晶界晶内电位差。

[0037] 硅：杂质元素，硅元素的粗大相会导致铝合金韧性和抗SCC性能降低。

[0038] 铁：杂质元素，铁元素的粗大相会导致铝合金韧性和抗SCC性能降低。

[0039] 铬、锰：本发明中Mn和Cr元素会细化晶粒，抑制再结晶，改善合金韧性，降低应力腐蚀敏感性，增加淬火敏感性。

[0040] 钛：少量Ti元素能有效地细化晶粒，提高合金的再结晶温度、强韧性能、热稳定性能及抗疲劳性能，过量的Ti元素会降低铝合金的加工性能。

[0041] 钪：Sc元素对铝合金的强度、硬度、韧性、塑性、焊接性能、疲劳性能和抗腐蚀性能都有很大的提高。

[0042] 铒：Er元素与Sc相似，可以提高铝合金的强度、硬度、韧性、塑性、焊接性能、疲劳性能和抗腐蚀性能，明显抑制铝合金的再结晶以提高其耐热性，改善其综合性能。并且同Sc比起来，Er的价格便宜很多。

[0043] 锡：微量Sn元素可以细化铸态铝合金的晶粒组织，提高合金耐蚀性，并且可提高合金时效的峰值硬度，延迟达到峰值时效的时间，提高过时效阶段的硬度值。

[0044] 锆：本发明中Zr元素可以细化晶粒，钉扎位错和晶界，抑制再结晶，提高铝合金的可焊接性、淬透性、断裂韧性和抗应力腐蚀等性能。

[0045] 银：本发明中添加微量Ag元素可以提高时效硬化速度、合金延伸率，但会降低合金强度，其合适的添加量为0.2～0.3％。

[0046] 钇：稀土Y可以细化晶粒，提高铝合金伸长率、韧性，但会降低合金强度。

[0047] 镱：本发明中添加少量Yb元素能明显提高铝合金的沿晶断裂抗力和强度。

[0048] 铈：Ce元素可以细化晶粒尺寸，提高合金的塑性、耐烟雾腐蚀性能，加工性能。

[0049] 镧：添加La到铝合金中可以明显提高铝合金的机械性能，如抗拉强度，抗蠕变性能，耐腐蚀性能，耐热性，以及震动阻力和可挤压性能。

[0050] 铪：本发明中Hf元素可以细化晶粒，提高合金强度。

[0051] 钒：V元素在铝合金中形成VAl11难熔化合物，在熔铸过程中起细化晶粒作用，但比钛和锆的作用小。钒也有细化再结晶组织、提高再结晶温度的作用。

[0052] 钙：Ca元素在铝合金中固溶度极低，与铝形成CaAl4化合物，钙又是铝合金的超塑性元素，大约5％钙和5％锰的铝合金具有超塑性。钙和硅形成CaSi，不溶于铝，由于减小了硅的固溶量，可稍微提高工业纯铝的导电性能。钙能改善铝合金切削性能。CaSi2不能使铝合金热处理强化。微量钙有利于去除铝液中的氢。

[0053] 实施例1：

[0054] 本实施例的高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的成分(以质量百分数计)为：Zn：7.5％，Mg：1.2％，Cu：2.0％，Si：0.02％，Fe：0.04％，Cr：0.04％，Ti：0.02％，Er：0.1％，Sn：0.10％，Zr：0.2％，Ag：0.2％，Mn：0.02％，Sc：0.4％，Y：0.5％，Yb：0.25％，Ce：0.1％，Hf：0.15％，Ca：0.01％，V：0.12％，La：0.08％，余量为Al。

[0055] 本发明的高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金经熔炼、精炼、铸造、均匀化处理、热轧、热处理制成产品，其中，热处理过程具体步骤为：

[0056] (1)双级均匀化处理：

[0057] 将经过熔炼、精炼、铸造得到的合金铸锭放入盐浴炉中，以2℃/min的加热速度升温，经425℃×24h+465℃×36h的双级均匀化处理后铣面，之后热轧至150mm厚合金板材；

[0058] (2)双级固溶处理：

[0059] 将步骤(1)热轧得到的合金放入盐浴炉中，进行双级固溶处理，其中第一级固溶处理为440℃×6h，第二级固溶处理为470℃×24h，得到固溶处理后的合金；

[0060] (3)液氮淬火：

[0061] 以低温液氮为淬火介质，将步骤(2)固溶处理后的合金，放入温度为-135℃的液氮中，进行淬火，得到淬火处理后的合金；

[0062] (4)时效处理：

[0063] 将经过步骤(3)淬火处理后的合金放入微波功率为4kW的微波热处理炉中，进行RRA时效处理，先进行120℃×24h的第一次T6处理，随后以1200℃/min的升温速度，随炉升温至230℃，进行保温50s的回归处理，之后水淬，然后进行120℃×24h的第二次T6处理，出炉空冷至室温，得到高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金。

[0064] 实施例2：

[0065] 本实例的高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的成分(以质量百分数计)为：Zn：8.0％，Mg：1.6％，Cu：2.2％，Si：0.03％，Fe：0.05％，Cr：0.04％，Ti：0.03％，Er：0.15％，Sn：0.12％，Zr：0.22％，Ag：0.25％，Mn：0.04％，Sc：0.5％，Y：0.7％，Yb：0.28％，Ce：0.15％，Hf：
0.2％，Ca：0.02％，V：0.2％，La：0.1％，余量为Al。

[0066] 本发明的高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金经熔炼、精炼、铸造、均匀化处理、热轧、热处理制成产品，其中，热处理过程具体步骤为：

[0067] (1)双级均匀化处理：

[0068] 将经过熔炼、精炼、铸造得到的合金铸锭放入盐浴炉中，以3℃/min的加热速度升温，经425℃×24h+465℃×36h的双级均匀化处理后铣面，之后热轧至170mm厚合金板材；

[0069] (2)双级固溶处理：

[0070] 将步骤(1)热轧得到的合金放入盐浴炉中，进行双级固溶处理，其中第一级固溶处理为440℃×6h，第二级固溶处理为470℃×24h，得到固溶处理后的合金；

[0071] (3)液氮淬火：

[0072] 以低温液氮为淬火介质，将步骤(2)固溶处理后的合金，放入温度为-135℃的液氮中，进行淬火，得到淬火处理后的合金；

[0073] (4)时效处理：

[0074] 将经过步骤(3)淬火处理后的合金放入微波功率为6kW的微波热处理炉中，进行RRA时效处理，先进行120℃×24h的第一次T6处理，随后以1400℃/min的升温速度，随炉升温至240℃，进行保温45s的回归处理，之后水淬，然后进行120℃×24h的第二次T6处理，出炉空冷至室温，得到高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金。

[0075] 实施例3：

[0076] 本实例的高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的成分(以质量百分数计)为：：Zn：8.5％，Mg：2.0％，Cu：2.5％，Si：0.04％，Fe：0.06％，Cr：0.04％，Ti：0.05％，Er：0.25％，Sn：0.15％，Zr：0.25％，Ag：0.3％，Mn：0.06％，Sc：0.6％，Y：1.0％，Yb：0.3％，Ce：0.2％，Hf：
0.25％，Ca：0.03％，V：0.25％，La：0.15％，余量为Al。

[0077] 本发明的高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金经熔炼、精炼、铸造、均匀化处理、热轧、热处理制成产品，其中，热处理过程具体步骤为：

[0078] (1)双级均匀化处理：

[0079] 将经过熔炼、精炼、铸造得到的合金铸锭放入盐浴炉中，以4℃/min的加热速度升温，经425℃×24h+465℃×36h的双级均匀化处理后铣面，之后热轧至200mm厚合金板材；

[0080] (2)双级固溶处理：

[0081] 将步骤(1)热轧得到的合金放入盐浴炉中，进行双级固溶处理，其中第一级固溶处理为440℃×6h，第二级固溶处理为470℃×24h，得到固溶处理后的合金；

[0082] (3)液氮淬火：

[0083] 以低温液氮为淬火介质，将步骤(2)固溶处理后的合金，放入温度为-135℃的液氮中，进行淬火，得到淬火处理后的合金；

[0084] (4)将经过步骤(3)淬火处理后的合金放入微波功率为8kW的微波热处理炉中，进行RRA时效处理，先进行120℃×24h的第一次T6处理，随后以1500℃/min的升温速度，随炉升温至250℃，进行保温40s的回归处理，之后水淬，然后进行120℃×24h的第二次T6处理，出炉空冷至室温，得到高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金。

[0085] 图1-5依次为本发明的实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2的铝合金的金相显微组织图。从图1-5可以看出，五个铝合金试样的金相显微组织均呈一定的方向排布，但晶粒大小的均匀性及第二相的析出量具有较大的差异。从图1、图2、图3中可以看出，铝基体中的晶粒组织大小基本均匀，同时晶界及晶内的第二相数量较多。本发明通过微合金化增加了合金组织中的第二相粒子，利用第二相强化的原理，提高合金强度，之后合金经过液氮淬火、微波三级时效等热处理，可以细化晶粒，获得细小、弥散、分布均匀的晶粒组织。对比例1的合金没有采用本发明的微合金化，从图4所示微观组织中可以看出，晶界及晶内的第二相数量较少，这会降低合金的强化效果；合金采用了本发明的液氮淬火、微波三级时效等热处理过程，从图4所示微观组织中可以看出，铝基体中的晶粒组织大小基本均匀，有利于合金整体性能的提高。对比例2的合金采用了本发明的微合金化方法，从图5所示微观组织中可以看出，晶界及晶内上分布着大量的第二相粒子，这会增强第二相的强化效果，提高合金强度；合金的热处理过程使用了现有的回归再时效(RRA)方法，从图5所示微观组织中可以看出，铝基体晶粒尺寸差别较大，分布不均匀，会降低合金强度及其整体性能。

[0086] 机械性能分析：

[0087] 对实施例1-3获得的高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金进行机械性能分析，为说明本发明的效果，进行了对比分析，对比例1是采用目前的商业7075铝合金，不采用微合金化元素进行微合金化，并采用与实施例1完全相同的制备步骤；对比例2是采用与实施例2完全相同的合金成份，但不进行本发明的热处理方法，而是采用现有的回归再时效(RRA)方法获得合金。实施例1-3与对比例1-2得到的合金性能参数的结果如表1。

[0088] 表1实施例1-3与对比例1-2得到的合金性能参数

[0089]

[0090] 由表1可得，实施例1-3制备的高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金均获得了较佳的抗拉强度(实施例1：765MPa，实施例2：766MPa，实施例3：765MPa)、屈服强度(实施例1：711MPa，实施例2：711MPa，实施例3：712MPa)和延伸率(实施例1：16.1％，实施例2：16.1％，实施例3：16.1％)，与对比例1和2相比，抗拉强度、屈服强度和延伸率有较明显的提升。

[0091] 对比例1没有采用本发明的微合金化元素进行微合金化，但是采用了与本发明实施例1完全相同的制备步骤，时效处理后的合金，析出相较少，析出强化效果较差，合金强度较实施例1降低明显，热处理过程使用了液氮淬火、微波RRA处理等方法，合金组织均匀，淬火敏感性降低，合金固溶处理后过饱和度较高，减少了热处理时间，提高了合金组织均匀性，提高了合金的强度、抗应力腐蚀性能、延伸率，但由于缺少本发明的微合金化过程，合金强度、韧性等性能与实例1的合金相比较低。

[0092] 对比例2采用了与实施例2完全相同的合金成份，但不进行本发明的热处理方法，而是采用现有的RRA方法获得合金，与实施例2获得的合金相比，对比例2获得的合金在时效处理后，第二相粒子数量较多，增强了第二相强化的效果，但微观组织差异较大，合金淬火敏感性大，热处理时间长，工艺复杂，最终合金性能与实施例2合金相差较大，无法满足航空航天工业和民用交通工具某些特殊构件的使用要求。

[0093] 本发明实施例的高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金采用了微合金化、双级均匀化处理、双级固溶处理、液氮淬火、微波RRA(回归再时效)处理的手段，利用有益合金的协同作用，增加了时效处理后合金中的析出强化相，在析出相的作用下，不仅提高了合金的强度而且综合增强了铝合金的性能；以低温液氮为淬火介质，提高了合金的淬火冷却速度，缩减了合金表面与芯部的淬火冷却速度的差异，降低了合金的淬火敏感性，明显减少了过饱和固溶体基体中溶质元素的脱溶现象，提高了溶质元素过饱和度，显著提高了合金的强度、韧性、弹性强度、屈服强度、延伸率；使用微波RRA处理，加热速率高，大大缩短了热处理时间，消除了厚大合金时效处理时合金芯部与外层的温度差异，增强了时效处理的效果，实现了高温短时回归处理，使合金拥有高强度以及优异的抗应力腐蚀性能，并且微波热处理高效、绿色、节能，简化了高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的热处理工艺。