CN101240406A - Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er的时效工艺 - Google Patents
Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er的时效工艺 Download PDFInfo
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Abstract
Al－Mg－Si－0.3Mn－0.2Er的时效处理工艺，属于金属合金技术领域。本发明是通过将Al－Mg－Si－0.3Mn－0.2Er合金铸锭经460/12h+550℃/12h双级均匀化处理后进行切头、铣面后经热轧－冷轧制成的板材，进行540℃/0.5h+水淬固溶处理，再于模拟烤漆温度175℃下时效热处理0.5～24h或模拟烤漆时间在175℃～250℃时效热处理0.5h，提高合金强度。合金在175℃时效处理24h或于225℃进行0.5h的时效热处理可达到最高强度。本发明提供了一种含Er的Al－Mg－Si－Mn在时效处理制度，并以实例说明了这种制度的可行性。
Description
技术领域
本发明属于金属合金技术领域，具体涉及Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er合金的时效处理工艺。
背景技术
文献查阅结果表明，目前稀土微合金化是铝合金强化的一个重要手段，稀土元素Sc对铝合金的综合性能的提高具有显著的作用，但是钪昂贵的价格大大限制了其应用范围，但是稀土在铝镁硅系合金中的应用，除了Sc之外大部分均是混合稀土，而稀土Er在高纯铝、铝镁等合金中具有许多积极的作用，可以作为Sc元素的替代元素，我们前期的实验结果也表明Er在铝镁硅系合金中具有一定的积极作用；另外由于铝镁硅系合金是一种热处理可强化的合金，关于该系合金的热处理制度的报道很多，但含Er的铝镁硅锰系合金在模拟烤漆工艺的温度和时间处理后的力学性能的变化等方面的研究未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er合金固溶处理后时效热处理工艺，即在模拟烤漆工艺条件下合金获得最高强度的温度及时间。
本发明所提供的Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er合金的时效处理工艺，包括以下步骤：
1)制备Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er合金：将Al、Mg、Al-20Si、Al-10Mn和Al-13％Er中间合金加入到中频感应炉中熔化，加热温度为740～760℃，熔体经除气、搅拌操作后，采用半连续模铸造法制备Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er合金铸锭，经460/12h+550℃/12h双级均匀化处理后将铸锭进行切头、铣面后经热轧-冷轧制成板材；
2)将步骤1)中制得板材进行540℃/0.5h+水淬固溶处理后，于模拟烤漆温度175℃时效热处理0.5～24h或于模拟烤漆温度175℃～250℃时效热处理0.5h。
其中，固溶处理水淬后的合金在175℃进行24h时效热处理或于温度225℃进行0.5h的时效热处理可达到最高强度。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的时效处理工艺可有效提高Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er的拉伸性能，其中在175℃进行时间为24h或在温度为225℃进行0.5h的时效热处理可达到最高强度，由此可见该制度可作为今后添加Er的Al-Mg-Si-Mn合金时效热处理设计的有效依据。
附图说明
图1、Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er合金在175℃时效处理不同时间的硬化曲线；
图2、Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er合金在不同温度下时效0.5h的硬化曲线。
以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步描述。
具体实施方式
实施例1
1)将99.5％的工业纯Al、99.5％的工业纯Mg、Al-20Si、Al-10Mn和Al-13％Er中间合金加入到中频感应炉中熔化，加热温度为740～760℃，熔体经除气、搅拌操作后，采用半连续模铸造法制备Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er合金铸锭，铸锭尺寸为1330×300×150mm3。经460℃/12h+550℃/12h双级均匀化处理后将铸锭进行切头、铣面后经热轧-冷轧(75％)制成1mm厚板材。
2)将步骤1)获得的板材按GB6397-86加工成拉伸试样，然后经540℃/0.5h固溶处理+水淬后，于模拟烤漆温度175℃时效处理0.5h。
实施例2
将实施例1步骤1)获得的板材按GB6397-86加工成拉伸试样，然后经540℃×0.5h固溶处理+水淬后，于模拟烤漆温度200℃时效处理0.5h。
实施例3
将实施例1步骤1)获得的板材按GB6397-86加工成拉伸试样，然后经540℃×0.5h固溶处理+水淬后，于模拟烤漆温度225℃时效处理0.5h。
实施例4
将实施例1步骤1)获得的板材按GB6397-86加工成拉伸试样，然后经540℃/0.5h固溶处理+水淬后，于模拟烤漆温度250℃时效处理0.5h。
取实施例1、2、3和4中时效热处理过的合金在MTS810材料拉伸试验机上测试拉伸力学性能，如表1所示。从表1中可以看出，随着时效温度的升高，合金的抗拉强度是先增加后降低，屈服强度一直升高，而延伸率是一直降低；而在效温度为225℃下，时效热处理0.5h时，合金的强度达到最大值，此时已达到完全时效态。
表1不同温度下时效0.5h后Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er合金的拉伸性能
实施例5
将实施例1步骤1)中获得的板材按GB6397-86加工成拉伸试样，然后经540℃/0.5h固溶处理+水淬后，于模拟烤漆温度175℃时效热处理1h。
实施例6
将实施例1步骤1)中获得的板材按GB6397-86加工成拉伸试样，然后经540℃/0.5h固溶处理+水淬后，于模拟烤漆温度175℃时效热处理2h。
实施例7
将实施例1步骤1)中获得的板材按GB6397-86加工成拉伸试样，然后经540℃/0.5h固溶处理+水淬后，于模拟烤漆温度175℃时效热处理4h。
实施例8
将实施例1步骤1)中获得的板材按GB6397-86加工成拉伸试样，然后经540℃/0.5h固溶处理+水淬后，于模拟烤漆温度175℃时效热处理8h。
实施例9
将实施例1步骤1)中获得的板材按GB6397-86加工成拉伸试样，然后经540℃/0.5h固溶处理+水淬后，于模拟烤漆温度175℃时效热处理24h。
实施例10
将实施例1步骤1)中获得的板材按GB6397-86加工成拉伸试样，然后经540℃/0.5h固溶处理+水淬后，于模拟烤漆温度175℃时效热处理36h。
取实施例1和5～10中制备的合金在MTS810材料拉伸试验机上测试拉伸力学性能，如表2所示。从表2中可以看出，随着时效时间的延长，合金的抗拉强度和屈服强度是先增加后降低，而延伸率是一直降低，而于模拟烤漆温度175℃下，时效热处理24h时，可达到完全时效的状态。
表2 Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er合金在175℃时效不同时间的拉伸性能
由图1和图2也可以确定Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er合金在175℃时效24h及在200℃时效0.5h均可以使合金的显微硬度出现峰值。
Claims (3)
1、一种Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er的时效处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)制备Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er合金：将Al、Mg、Al-20Si、Al-10Mn和Al-13％Er中间合金加入到中频感应炉中熔化，加热温度为740～760℃，熔体经除气、搅拌操作后，采用半连续模铸造法制备Al-Mg-Si-0.3Mn-0.2Er合金铸锭，经460/12h+550℃/12h双级均匀化处理后铸锭进行切头、铣面后经热轧-冷轧制成板材；
2)将步骤1)中制得板材进行540℃/0.5h+水淬固溶处理后，在模拟烤漆温度175℃时效热处理0.5～24h或在模拟烤漆温度175℃～250℃时效热处理0.5h。
2、根据权利要求1所述的时效处理工艺，其特征在于，当完成步骤1)之后，在步骤2)中将板材进行540℃/0.5h+水淬固溶处理，再于模拟烤漆温度175℃下时效热处理24h。
3、根据权利要求1所述的时效处理工艺，其特征在于，当完成步骤1)之后，在步骤2)中将板材进行540℃/0.5h+水淬固溶处理，再于模拟烤漆温度225℃下时效热处理0.5h。
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