CN105525162A - 一种添加Zr和稀土Sc元素提高Al-5.2Mg-0.3Mn合金的制备工艺 - Google Patents
一种添加Zr和稀土Sc元素提高Al-5.2Mg-0.3Mn合金的制备工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种添加Zr和稀土Sc元素提高Al-5.2Mg-0.3Mn合金的制备工艺，采用半连续铸造冶金法制备了含微量0.25%Sc和0.12%Zr的Al-5.2Mg-0.3Mn合金铸锭，铸锭经均匀化退火、热轧、冷轧工艺，再经350℃/1h稳定化退火工艺处理，显著提高Al-Mg-Mn合金的强度，改善合金强度和塑性的配合，强度达到420MPa，抗拉伸率13.2%。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，特别是涉及一种添加Zr和稀土Sc元素提高Al-5.2Mg-0.3Mn合金的制备工艺。
背景技术
传统的Al-Mg-Mn合金是一种可焊、中强、成型性能好的不可热处理强化的轻质铝合金，目前该类合金主要用作航空航天、舰船等领域的结构材料。增加Mg的含量，采用固溶强化是提高该类合金强度的一个主要手段，可是即使将Mg含量提高到6.3%，其抗拉强度也仅为340MPa，屈服强度为180MPa，仍满足不了实际应用中的高强需要。而且Mg含量的提高，往往会造成合金晶界上的阳极相(Mg5Al8)的析出，即增加了合金的剥蚀敏感性。因此Al-Mg-Mn合金的中强、对剥蚀的敏感性限制了它的广泛应用。向Al-Mg-Mn合金中添加微量稀土元素Sc，特别是联合添加微量Sc和Zr，可显著提高合金强度和塑性。所以寻找最佳力学性能和塑性性能组合成为研制Al-Mg-Mn合金中的一个重要方向。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种添加Zr和稀土Sc元素提高Al-5.2Mg-0.3Mn合金的制备工艺，最佳力学性能和塑性性能，以克服现有技术问题的不足。
本发明采用的技术方案是：一种添加Zr和稀土Sc元素提高Al-5.2Mg-0.3Mn合金的制备工艺，包括以下步骤：
（1）制备含微量Sc和Zr的Al-5.2Mg-0.3Mn合金，所添加微量Sc和Zr元素质量分数分别为0.25%和0.12%；
（2）均匀化退火处理：温度250℃，保温时间12h；
（3）热轧；
（4）冷轧；
（3）稳定化退火处理：温度350℃，保温时间1h。
所述步骤（1）中采用半连续铸造冶金法制备合金。
本发明有益效果：与现有技术相比，本发明采用添加微量Sc，Zr的添加能显著提高Al-Mg-Mn合金的强度，改善合金强度和塑性的配合。经过350℃/1h稳定化退火Al-Mg-Mn-Sc-Zr具有优良的综合力学性能，通过添加微量Sc、Zr元素，减少Mg的含量，选择合理的退火工艺，得到力学性能和塑性达到理想组合的Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金。
具体实施方式
一种添加Zr和稀土Sc元素提高Al-5.2Mg-0.3Mn合金的制备工艺，包括以下步骤：
（1）制备含微量Sc和Zr的Al-5.2Mg-0.3Mn合金，所添加微量Sc和Zr元素质量分数分别为0.25%和0.12%；
（2）均匀化退火处理：温度250℃，保温时间12h；
（3）热轧；
（4）冷轧；
（3）稳定化退火处理：温度350℃，保温时间1h。
所述步骤（1）中采用半连续铸造冶金法制备合金。
采用上述一种添加Zr和稀土Sc元素提高Al-5.2Mg-0.3Mn合金的制备工艺，制备了含和不含微量Sc和Zr的Al-5.2Mg-0.3Mn合金，可以得出如表1所示的经过不同稳定化退火处理的Al-Mg-Mn合金和Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金的力学性能，可见含Sc和Zr的3#，4#合金的强度大大高于未含Sc和Zr的1#和2#合金的强度，未含Sc和Zr的Al-Mg-Mn合金的强度随退火温度升高而降低的幅度较大，而含Sc和Zr的Al-Mg-Mn合金强度随退火温度升高而降低的幅度要小的多，它们的延伸率均保持在10%以上，可见Sc和Zr的添加大大提高了合金的强度，改善了合金的强度和塑性的配合。
表1试验用合金及其力学性能
Claims (2)
1.一种添加Zr和稀土Sc元素提高Al-5.2Mg-0.3Mn合金的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）制备含微量Sc和Zr的Al-5.2Mg-0.3Mn合金，所添加微量Sc和Zr元素质量分数分别为0.25%和0.12%；
（2）均匀化退火处理：温度250℃，保温时间12h；
（3）热轧；
（4）冷轧；
（3）稳定化退火处理：温度350℃，保温时间1h。
2.根据权利要求1所述的一种添加Zr和稀土Sc元素提高Al-5.2Mg-0.3Mn合金的制备工艺，其特征在于：所述步骤（1）中采用半连续铸造冶金法制备合金。
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