一種Al-Mg-Mn-Er-Zr合金軋制及穩(wěn)定化退火工藝的制作方法
【專利摘要】一種Al?Mg?Mn?Er?Zr合金軋制及穩(wěn)定化退火工藝，屬于有色金屬合金技術(shù)領(lǐng)域。先將鑄錠置于280±10℃下保溫10h，再升溫至450±10℃保溫24h。將均勻化熱處理后的鑄錠進行熱軋，熱軋溫度為400～450℃，加熱保溫時間為2～3h，道次壓下量為10％～30％，熱軋總變形量大于80％，將所得熱軋板在300～350℃下進行中間退火，退火時間為2h。將中間退火后的熱軋板進行冷軋，道次壓下量為10％～30％，冷軋總變形量為40～60％。將所得冷軋板在240～280℃下進行穩(wěn)定化退火，退火時間為1～10h。本發(fā)明中合金中細(xì)小的第二相顆粒對位錯、晶界和亞晶界具有劇烈的釘扎作用，延緩了再結(jié)晶晶核的形成，阻礙回復(fù)和再結(jié)晶，提高合金的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。
【專利說明】
-種AI -Mg-Mn-Er-Zr合金$L制及穩(wěn)定化退火工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種Al-Mg-Mn-Er-Zr合金社制及穩(wěn)定化退火工藝，屬于金屬合金材料
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 侶合金由于具有良好的力學(xué)性能、加工性能、導(dǎo)電性、焊接性W及耐腐蝕性，尤其 適用于一些在較強腐蝕環(huán)境條件下使用的結(jié)構(gòu)體。因而廣泛應(yīng)用在船舶及船用設(shè)備等領(lǐng)域 中，對減輕船體質(zhì)量、提高航行速度和耐海水腐蝕的能力、減少能耗有著重要作用。其中， 5XXX系侶合金可W直接與海水接觸。目前，歐美國家用于船舶建造的5XXX系侶合金主要有 5083、5086、5454、5383等牌號，其強度相對較低，不能達到高強船用侶合金技術(shù)要求。而且 傳統(tǒng)Al-Mg系合金中缺少有效的強化相，為熱處理不可強化合金，主要通過形變強化提高合 金強度，在較高溫度下使用時容易發(fā)生軟化現(xiàn)象，降低侶合金的力學(xué)性能。
[0003] 提高5XXX系侶合金中的Mg含量也可W增加合金的強度，而且可W使得合金在沒有 大的形變強化的情況下（如熱社、熱擠壓態(tài)，或者高溫焊接后）仍保持較高的強度。目前對 5XXX系侶合金的研究往往聚焦于中高Mg侶合金的研究，對Mg含量較高的高儀5XXX系侶合金 的研究鮮有報道。因此，研究高儀含量的5XXX系侶合金及其社制和穩(wěn)定化退火工藝，對開發(fā) 新型高強侶合金，優(yōu)化合金生產(chǎn)工藝都具有重要意義。
[0004] 將化、&元素復(fù)合添加到Al基體中，是提高侶合金綜合性能的一種有效方法。熱處 理過程中析出的Ah化r ,Zr)彌散相能提高合金彌散強化的作用和再結(jié)晶溫度。同時，Ab 化r，Zr)粒子在后續(xù)的社制過程中會進一步阻礙合金的回復(fù)和再結(jié)晶，提高合金的力學(xué)性 能。Mn作為Al-Mg系合金中常用的合金元素，能提高合金的延伸率和再結(jié)晶溫度，并能對合 金產(chǎn)生一定的強化效果。AlsMn彌散相能夠阻礙再結(jié)晶晶粒的長大，可起到細(xì)化再結(jié)晶晶粒 的作用。AlsMn彌散相還能溶解雜質(zhì)鐵(Fe),形成Al6(Mn ,Fe)相，減小化對合金的有害影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種適用于Al-SMg-0.9Mn-0.2化-0.1化合金的社制及穩(wěn) 定化退火工藝，合金中細(xì)小的第二相顆粒對位錯、晶界和亞晶界具有劇烈的釘扎作用，延緩 了再結(jié)晶晶核的形成，阻礙回復(fù)和再結(jié)晶，提高合金的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。
[0006] 本發(fā)明所提供的上述合金的制備方法包括W下步驟：
[0007] 所要制備的合金成分為(重量百分比）:Mg 6.0% ,Mn 0.9% ,Er 0.2% ,Zr 0.1%， 余量為Al。
[000引在780~810°C溫度范圍內(nèi)先將純侶烙化，再加入Al-Mn、Al-Er、Al-Zr中間合金，待 中間金合金烙化后加入純儀，加入六氯乙燒除氣并攬拌，待合金中各元素分布均勻后進行 誘注，得到合金鑄錠。然后對合金鑄錠進行均勻化熱處理，先將鑄錠置于280±1(TC保溫 IOh,再升溫至450 + 10 C保溫24h,保溫結(jié)束后出爐至冷。
[0009] 將均勻化熱處理后的鑄錠進行熱社，熱社溫度為400~450°C，加熱保溫時間為2~ 祉，道次壓下量為10%~30%，合金總變形量大于80%，可W為80-95%。將所得熱社板在 300~350°C下進行中間退火，退火時間為化。
[0010] 將中間退火后的熱社板進行冷社，道次壓下量為10%~30%，冷社總變形量為40 ~60%。對所得冷社板進行穩(wěn)定化退火，退火溫度為240~280°C，退火時間為1~lOh。
[0011] 本發(fā)明的有益效果：
[0012] 本發(fā)明采用高Mg合金體系，提升了合金的固溶強化效果，從而提高合金的力學(xué)性 能。均勻化熱處理過程中析出的第二相粒子對合金起到彌散強化的效果，提升了合金的力 學(xué)性能。同時還能在后續(xù)的社制過程中進一步釘扎位錯、晶界和亞晶界具，阻礙回復(fù)和再結(jié) 晶，提高合金的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。同時，經(jīng)過合理的穩(wěn)定化退火后，合金的應(yīng)變能降低， 0相能夠彌散均勻地在晶界W及晶內(nèi)的析出，達到穩(wěn)定合金的力學(xué)性能，提高抗蝕能力的目 的。
【附圖說明】
[001引圖1: A1-6. OMg-0.9Mn-0.沈r-0.1 Zr合金冷社板穩(wěn)定化退火后抗拉強度變化曲線。 [0014] 圖2: A^6. OMg-0.9Mn-0.2Er-0.1 Zr合金冷社板穩(wěn)定化退火后屈服強度變化曲線。 [001引圖3: A1-6. OMg-0.9Mn-0.沈r-0.1 Zr合金冷社板穩(wěn)定化退火后延伸率變化曲線。
【具體實施方式】
[0016] 實施例1:
[0017] Al-SMg-0.9Mn-0.2化-0.1化合金制備分別選用純侶、純儀，其它元素均采用中間 合金形式加入(Al-12Mn、Al-犯r、Al-12Zr)。在780~810°C溫度下將純侶烙化，再加入中間 合金，待中間合金烙化后加入純儀，加入六氯乙燒除氣并攬拌，待合金中各元素分布均勻后 采用半連續(xù)鑄造方法進行誘注，得到Al-SMg-0.9Mn-0.2化-0.1 Zr合金鑄錠。合金成分采用X 射線巧光(XRF)進行分析，合金實際成分范圍如表1所示。將所得鑄錠置于280°C下保溫lOh， 再升溫至45(TC保溫2地，出爐空冷至室溫。將均勻化熱處理后的鑄錠進行熱社，熱社溫度為 420°C，加熱保溫時間為2.化，道次壓下量為20%，合金總變形量為95%。對所得合金熱社板 進行拉伸性能測試，結(jié)果如表2所示。
[001 引 親 1 Al-6Me-0.9Mn-0.2化-O.lZr合舍連際成%)
[0022] 實施例2:[0023] 將實施例1所得熱社板在320°C下進行中間退火，退火時間為化。將中間退火后的
[0019]
[0020]
[0021] 熱社板進行冷社，道次壓下量為15%，冷社總變形量為50%，得到合金冷社板。將上述冷社 板置于240~280°C下進行穩(wěn)定化退火，退火時間為1~lOh，并對穩(wěn)定化退火后的合金冷社 板進行拉伸性能測試，結(jié)果如表3、4、5所示。圖1、2、3分別為合金冷社板及穩(wěn)定化退火后抗 拉強度、屈服強度和延伸率變化曲線。
[0028]表5合金冷社板及穩(wěn)定化退火后延伸率測試結(jié)果
[0024]表3合金冷社板及穩(wěn)定化退火后抗拉強度測試結(jié)果 [00951
[i
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[0029]
[0030」由閣1、2、3可W看出，隨著退火時間的延長，合金的抗技強度和屈服強度先降低后 趨于穩(wěn)定，而延伸率先上升后趨于穩(wěn)定。合金270°C/4h穩(wěn)定化退火后，其拉伸強度下降不明 顯，此時合金的延伸率也相對較高，因此合金的最佳穩(wěn)定化退火制度為270°C/4h。
[0031]合金鑄錠經(jīng)均勻化熱處理后析出第二相粒子，提升了合金的彌散強化效果，在后 續(xù)的社制過程中進一步阻礙回復(fù)和再結(jié)晶，提高合金的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。穩(wěn)定化退火 消除了合金冷社板的內(nèi)應(yīng)力，提高了合金的穩(wěn)定性和延伸率，同時還能促進時目在晶內(nèi)和晶 界的均勻彌散析出，提升合金的抗腐蝕能力。
【主權(quán)項】
1. 一種Al-Mg-Mn-Er-Zr合金乳制及穩(wěn)定化退火工藝，其特征在于在780~810°C溫度范 圍內(nèi)熔煉得到Al-6 . OMg-O . 9Mn-0.2Er-0 . IZr合金鑄錠，對所得合金鑄錠進行均勻化熱處 理:先將鑄錠置于280±10°C下保溫10h，再升溫至450±10°C保溫24h;將均勻化熱處理后的 鑄錠進行熱乳，熱乳溫度為400~450°C，加熱保溫時間為2~3h，道次壓下量為10 %~30 %， 熱乳總變形量大于80%，得到合金的熱乳板材;將所得合金的熱乳板在300~350°C下進行 2h中間退火，再進行冷乳，道次壓下量為10%~30%，冷乳總變形量為40~60% ;將所得合 金冷乳板置于240~280 °C下進行穩(wěn)定化退火，退火時間為1~1 Oh。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，穩(wěn)定化退火工藝為將合金冷乳板置于270°C下保溫4h。
【文檔編號】C22C21/06GK105861892SQ201610406071
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月9日
【發(fā)明人】王為, 劉勇, 聶祚仁, 文勝平, 黃暉, 吳曉藍, 高坤元
【申請人】北京工業(yè)大學(xué)