本发明属于铝合金热处理，具体涉及一种可时效强化al-mg系合金新型非线性加热时效热处理方法。
背景技术：
1、al-mg系合金是一类常见的铝合金，通常含有较高比例的铝和适量的镁。但由于镁原子在铝中的固溶度较低，仅为5.6％左右，因此镁元素的加入量有限，无法通过固溶强化来提高合金的强度。合金中的镁元素与铝原子形成的金属间化合物的稳定性较差，在时效过程中容易析出，从而导致合金的强度下降。al-mg系合金中的镁元素容易与空气中的氧气和水分发生反应，生成氧化镁和氢氧化镁等化合物，这些化合物会在合金表面形成一层致密的薄膜，阻碍合金的时效强化过程。al-mg系合金中的镁元素还会与铝原子形成金属间化合物，由于这些化合物的硬度和脆性都较高，容易导致合金的疲劳性能下降，从而限制了合金的强度。
2、早在2007年james s首次提出了非线性加热时效的概念，这种非线性加热时效工艺是一种新兴的时效处理方法，主要特点是在温度连续变化的过程中完成铝合金的时效处理。在这一过程中，非线性加热时效工艺包含一个或两个升、冷却速率和起点各不相同的连续变温区间，通过不同区间的合理搭配实现性能的合理控制，并最终满足材料/构件的性能要求。非线性加热时效工艺可以大幅度缩短工艺时间、降低能耗，能更好地解决al-mg系合金不可时效强化这一问题，同时契合了现代热处理技术的发展要求。
3、现有技术中，专利cn115433889a公开了一种铝合金断续时效处理工艺，其通过晶内析出相细小弥散，晶界析出相断续分布可能会导致形成裂纹易发生的位置，降低合金的强化效果。专利cn117604407a公开了一种铝合金近曲率变速的时效工艺，但其经加热后的保温以及降温时效处理操作中，晶内析出相的过程可能会导致晶粒长大，对材料的力学性能产生负面影响。
4、专利cn115838909a、cn115074585a、cn109207888a和cn109457152a公开了一种同步提高时效强化型al-zn-mg-cu合金强度和抗晶间腐蚀的方法，但在此工艺下存在的问题是：在低温阶段下的时效无法高效的抑制晶界析出相的形核和析出。专利cn115537617a公开了一种高强耐热铝合金及其应用的工艺，其结合sn的引入在空位增加的情况抑制析出相的粗化，但其韧性可能会受到影响，导致其更容易发生断裂。
5、专利cn117187717a和cn114134437a公开了一种针对7xxx铝合金的时效工艺，但针对析出相对于合金的耐腐蚀性能的影响的研究并不完善。cn115261751a公开一种提升al-zn-mg-cu系合金综合性能的热处理方法，随着温度的升高，晶界析出相的分布会更加不连续，加速裂纹的形成和扩展。其涉及到的操作为：选用100℃作为第一阶段加热时效的初始温度；经非等温时效后又一次进行了淬火和再时效保温。cn112877622a也同cn115261751a相似的选用90℃作为第一阶段加热的初始温度，并在后续也同样添加了淬火和降温时效工艺。
6、专利cn117165879a、cn111424200a和cn102400068a公开了一种恒速率时效处理工艺，但在操作过程中无法灵活的通过调整时效速率，促进析出相的形成和分布，从而提高材料的强度、硬度和耐蚀性等性能。
7、综上所述，现有技术迫切需要开发新的非等温时效工艺以解决在实际生产中所面对的各项问题，在提高合金各项力学性能的同时满足实际生产需要，并深度挖掘时效硬化al-mg系合金的应用潜力。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题，本发明通过非线性加热时效热处理工艺，合理地控制时效处理的加热速率和时效温度，获得多尺度多类型纳米强化相，最终获得优良力学性能的工件，进而满足船舶制造等领域对高性能铝合金热处理工艺的需求。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供了一种可时效强化al-mg系合金新型非线性加热时效热处理方法，所述热处理方法包括以下步骤：
3、①按合金成分要求进行配料；
4、②熔炼铸造：熔炼温度720～750℃，铸造温度700～720℃；
5、③均匀化退火：退火温度500℃，时间24h；
6、④热轧：热轧温度450℃，轧至5mm厚；
7、⑤冷轧：冷轧温度为室温，轧至2mm厚；
8、⑥固溶处理：试样随炉升温，以20℃/min的升温速率从20℃升至480℃，保温2h；
9、⑦淬火；
10、⑧非线性加热时效处理。
11、上述技术方案中，进一步的，步骤①所述合金成分要求具体为：mg含量4.5wt％，zn含量0.5wt％～3.0wt％，ag含量0.6wt％，fe含量0.14wt％，mn含量0.5wt％，余量为al。
12、进一步的，步骤⑧所述非线性加热时效处理分两步进行，第一步从室温升到100～180℃，第二步从100～180℃升温到240℃。
13、进一步的，步骤⑧所述非线性加热时效处理的升温速率为1～20℃/h+10～50℃/h；即第一阶段的升温速率为1～20℃/h，第二阶段的升温速率为10～50℃/h。
14、进一步的，步骤⑧所述非线性加热时效处理的升温速率为1～10℃/h+10～30℃/h；即第一阶段的升温速率为1～10℃/h，第二阶段的升温速率为10～30℃/h。
15、进一步的，步骤⑧所述非线性加热时效处理的升温速率为1℃/h+30℃/h；即第一阶段的升温速率为1℃/h，第二阶段的升温速率为30℃/h。
16、第一阶段低速率升温有益于合金内原子团簇发生偏聚，促进g.p区的形成，g.p区数量的增多，为第二阶段高速率升温的强化相成核提供有利条件；第二阶段高速率升温使合金中的纳米强化相粗化，同时非线性加热时效能促进不同尺度不同类型强化相的析出。
17、与现有技术相比，本发明的有益效果：
18、①本发明采用一种新的非线性加热时效使合金中的固溶元素溶解到基体中形成均匀的固溶体，并促进析出相的形成和定向排列，从而提高了铝合金材料的力学性能。
19、②与传统时效工艺相比，该工艺效率更高，通过调制不同的升温速率和范围，使al-mg系合金中的原子扩散更加充分，从而诱导形成更多的析出相，以完成对合金各项力学性能的综合提升。
20、③本发明在单级时效、分级时效、回归再时效等时效处理上进一步对技术进行完善，非线性加热时效工艺含多个参数，分别是初始加热温度、最高加热温度和升温速率等。对于非线性加热时效而言，合金内部溶质原子的扩散系数和析出相的临界形核半径均是动态变化的，这些变化的参数对合金的析出情况有着更加复杂的影响，同时这也会进一步显著改变合金的性能。
1.一种可时效强化al-mg系合金新型非线性加热时效热处理方法，其特征在于，所述热处理方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，步骤①所述合金成分要求具体为：mg含量4.5wt％，zn含量0.5wt％～3.0wt％，ag含量0.6wt％，fe含量0.14wt％，mn含量0.5wt％，余量为al。
3.根据权利要求2所述的热处理方法，其特征在于，步骤⑧所述非线性加热时效处理分两步进行，第一步从室温升到100～180℃，第二步从100～180℃升温到240℃。
4.根据权利要求3所述的热处理方法，其特征在于，步骤⑧所述非线性加热时效处理的升温速率为1～20℃/h+10～50℃/h。
5.根据权利要求4所述的热处理方法，其特征在于，步骤⑧所述非线性加热时效处理的升温速率为1～10℃/h+10～30℃/h。
6.根据权利要求5所述的热处理方法，其特征在于，步骤⑧所述非线性加热时效处理的升温速率为1℃/h+30℃/h。
