CN100372956C - 高强度铝合金 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高强度5052铝合金，通过对5052铝合金的化学成分及含量在GB/T3190-1996范围之内进行优化调整，使得这种铝合金的最终性能指标达到：抗拉强度σb≥300MPa，屈服强度σs≥240MPa，延伸率≥10%。这种高强度5052铝合金可以广泛应用于交通运输、仪表、机械、建筑等行业。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金改性处理，尤其涉及高强度5052铝合金的改性处理，属于有色金属加工技术领域。
背景技术
目前，利用电解铝液直接熔铸的方法而获得的5052铝合金扁锭，存在着铸坯表面质量差(有裂纹、冷隔等缺陷)、夹杂物含量高且分布不均匀、加工后产品力学性能低等多种问题。解决这些问题的办法，除了加强控制电解铝液精炼过程以外，进一步调整合金当中强化元素、微量元素、合金化元素、有害元素等成分的含量这项工作也非常重要。
国家标准GB/T3 190-1996规定5052合金的化学成分(质量百分分数)范围是：Si≤0.25％，Fe≤0.40％，Cu≤0.10％，Mn≤0.10％，Mg为2.2～2.8％，Cr为0.1 5～0.35％，Zn≤0.10％，其它元素：单个≤0.05％、总和≤0.15％。该合金的化学成分范围很宽，需要根据结合5052铝合金的化学成分设计与加工工艺特征，对该铝合金所含有的各种化学成分及其含量进行优化调整。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，通过控制合金中各种元素的含量配比，从而获得一种高强度5052铝合金。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
高强度5052铝合金，其特征在于：除铝元素之外，合金中各种元素的质量百分含量为—
Mg 2.5～2.8％，
Mn 0.05～0.1％，
Cr 0.2～0.3％，
Cu 0.05～0.1％，
Zn ≤0.05％，
Fe ≤0.25％，
Si ≤0.20％，
稀土金属 0.05～0.3％，
其它元素： 单个≤0.05％，总和≤0.15％。进一步地，该铝合金当中：
Ti元素的质量百分含量为0.02～0.05％，
B元素的质量百分含量≤0.005％，
Na元素的质量百分含量≤10ppm。
本发明提供了一种高强度5052铝合金，该铝合金的最终性能指标可达：抗拉强度σb≥300MPa，屈服强度σs≥240MPa，延伸率≥10％。这种高强度5052铝合金可以广泛应用于交通运输、仪表、机械、建筑等行业，比原有5052铝合金产品发挥更大更好的作用。
具体实施方式
本发明针对现有技术中5052铝合金铸坯质量较差、力学性能低的情况，通过大量研究和实际检验，对5052铝合金的化学成分及其含量在国家标准GB/T3190-1996范围之内进行调整优化，适当调整各主要化学成分如Mg、Mn、Cr的相对含量以提高强化效果，严格控制有害元素Fe和Si的含量，同时，对Ti、B和稀土金属的含量范围也作了明确要求，旨在通过微合金化作用进一步提高铝合金的强度。具体方案为：
(1)调整主要强化元素的相对含量。Mg含量作为主要强化元素，含镁量控制在2.5～2.8％(质量百分含量，下同！)；Mn和Cr具有相似的作用，而Mn可以提高再结晶温度，阻止晶粒粗化，因此将Mn的含量控制在0.05～0.1％之间；Cr的加入对合金基体有强化作用，但会影响塑性，因此将其含量控制在0.2～0.3％之间；
(2)微量元素中，Cu可以提高合金的耐蚀性能，因此将Cu含量控制在0.05～0.1％，Zn的作用不明显，将Zn含量控制在0.05％以下；
(3)合金化元素主要包括Ti、B以及稀土RE等，Ti、B的作用是细化晶粒，控制Ti在合金中0.02～0.05％左右，B的含量更低，一般小于0.005％。RE在铝合金中具有良好的晶粒细化和净化作用，因此在合金中RE的最终含量控制在0.05～0.3％左右；
(4)有害元素Fe、Si的存在可降低铝合金的塑性和耐蚀性能，Fe元素的含量控制在0.25％以下，Si元素的含量控制在0.2％以下。另外，Na在合金会产生钠脆现象，因此将Na元素的含量控制在10ppm以下。
实际应用表明，在获得良好净化效果的情况下，按照上述指标控制5052铝合金的化学成分并且进行微合金化处理，可以加工得到高强度5052铝合金，其最终性能指标可达：抗拉强度σb≥300MPa(现有技术仅为200～230MPa)，屈服强度σs≥240MPa，延伸率≥10％。这种高强度5052铝合金可以广泛应用于交通运输、仪表、机械、建筑等行业，比原有5052铝合金产品发挥更大更好的作用。
当然，除上述实施例外，通过成分选择和含量配比本发明还可以有其它多种实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (3)
1.高强度铝合金，其特征在于：除铝元素之外，合金中各种元素的质量百分含量为——
Mg 2.5～2.8％，
Mn 0.05～0.1％，
Cr 0.2～0.3％，
Cu 0.05～0.1％，
Zn ≤0.05％，
Fe ≤0.25％，
Si ≤0.20％，
稀土金属 0.05～0.3％，
其它元素： 单个≤0.05％，总和≤0.15％。
2.根据权利要求1所述的高强度铝合金，其特征在于：该铝合金当中Ti元素的质量百分含量为0.02～0.05％，B元素的质量百分含量大于0％、且≤0.005％。
3.根据权利要求1或2所述的高强度铝合金，其特征在于：该铝合金当中Na元素的质量百分含量≤10ppm。
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