CN105861892A - 一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金轧制及稳定化退火工艺 - Google Patents

一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金轧制及稳定化退火工艺 Download PDF

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Abstract

一种Al‑Mg‑Mn‑Er‑Zr合金轧制及稳定化退火工艺，属于有色金属合金技术领域。先将铸锭置于280±10℃下保温10h，再升温至450±10℃保温24h。将均匀化热处理后的铸锭进行热轧，热轧温度为400～450℃，加热保温时间为2～3h，道次压下量为10％～30％，热轧总变形量大于80％，将所得热轧板在300～350℃下进行中间退火，退火时间为2h。将中间退火后的热轧板进行冷轧，道次压下量为10％～30％，冷轧总变形量为40～60％。将所得冷轧板在240～280℃下进行稳定化退火，退火时间为1～10h。本发明中合金中细小的第二相颗粒对位错、晶界和亚晶界具有剧烈的钉扎作用，延缓了再结晶晶核的形成，阻碍回复和再结晶，提高合金的热稳定性和力学性能。

Description

一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金轧制及稳定化退火工艺
技术领域
本发明涉及一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金轧制及稳定化退火工艺，属于金属合金材料技术领域。
背景技术
铝合金由于具有良好的力学性能、加工性能、导电性、焊接性以及耐腐蚀性，尤其适用于一些在较强腐蚀环境条件下使用的结构体。因而广泛应用在船舶及船用设备等领域中，对减轻船体质量、提高航行速度和耐海水腐蚀的能力、减少能耗有着重要作用。其中，5XXX系铝合金可以直接与海水接触。目前，欧美国家用于船舶建造的5XXX系铝合金主要有5083、5086、5454、5383等牌号，其强度相对较低，不能达到高强船用铝合金技术要求。而且传统Al-Mg系合金中缺少有效的强化相，为热处理不可强化合金，主要通过形变强化提高合金强度，在较高温度下使用时容易发生软化现象，降低铝合金的力学性能。
提高5XXX系铝合金中的Mg含量也可以增加合金的强度，而且可以使得合金在没有大的形变强化的情况下(如热轧、热挤压态，或者高温焊接后)仍保持较高的强度。目前对5XXX系铝合金的研究往往聚焦于中高Mg铝合金的研究，对Mg含量较高的高镁5XXX系铝合金的研究鲜有报道。因此，研究高镁含量的5XXX系铝合金及其轧制和稳定化退火工艺，对开发新型高强铝合金，优化合金生产工艺都具有重要意义。
将Er、Zr元素复合添加到Al基体中，是提高铝合金综合性能的一种有效方法。热处理过程中析出的Al3(Er,Zr)弥散相能提高合金弥散强化的作用和再结晶温度。同时，Al3(Er,Zr)粒子在后续的轧制过程中会进一步阻碍合金的回复和再结晶，提高合金的力学性能。Mn作为Al-Mg系合金中常用的合金元素，能提高合金的延伸率和再结晶温度，并能对合金产生一定的强化效果。Al6Mn弥散相能够阻碍再结晶晶粒的长大，可起到细化再结晶晶粒的作用。Al6Mn弥散相还能溶解杂质铁(Fe)，形成Al6(Mn,Fe)相，减小Fe对合金的有害影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于Al-6Mg-0.9Mn-0.2Er-0.1Zr合金的轧制及稳定化退火工艺，合金中细小的第二相颗粒对位错、晶界和亚晶界具有剧烈的钉扎作用，延缓了再结晶晶核的形成，阻碍回复和再结晶，提高合金的热稳定性和力学性能。
本发明所提供的上述合金的制备方法包括以下步骤：
所要制备的合金成分为(重量百分比)：Mg 6.0％，Mn 0.9％，Er 0.2％，Zr 0.1％，余量为Al。
在780～810℃温度范围内先将纯铝熔化，再加入Al-Mn、Al-Er、Al-Zr中间合金，待中间金合金熔化后加入纯镁，加入六氯乙烷除气并搅拌，待合金中各元素分布均匀后进行浇注，得到合金铸锭。然后对合金铸锭进行均匀化热处理，先将铸锭置于280±10℃保温10h，再升温至450±10℃保温24h，保温结束后出炉空冷。
将均匀化热处理后的铸锭进行热轧，热轧温度为400～450℃，加热保温时间为2～3h，道次压下量为10％～30％，合金总变形量大于80％,可以为80-95％。将所得热轧板在300～350℃下进行中间退火，退火时间为2h。
将中间退火后的热轧板进行冷轧，道次压下量为10％～30％，冷轧总变形量为40～60％。对所得冷轧板进行稳定化退火，退火温度为240～280℃，退火时间为1～10h。
本发明的有益效果：
本发明采用高Mg合金体系，提升了合金的固溶强化效果，从而提高合金的力学性能。均匀化热处理过程中析出的第二相粒子对合金起到弥散强化的效果，提升了合金的力学性能。同时还能在后续的轧制过程中进一步钉扎位错、晶界和亚晶界具，阻碍回复和再结晶，提高合金的力学性能和热稳定性。同时，经过合理的稳定化退火后，合金的应变能降低，β相能够弥散均匀地在晶界以及晶内的析出，达到稳定合金的力学性能，提高抗蚀能力的目的。
附图说明
图1：Al-6.0Mg-0.9Mn-0.2Er-0.1Zr合金冷轧板稳定化退火后抗拉强度变化曲线。
图2：Al-6.0Mg-0.9Mn-0.2Er-0.1Zr合金冷轧板稳定化退火后屈服强度变化曲线。
图3：Al-6.0Mg-0.9Mn-0.2Er-0.1Zr合金冷轧板稳定化退火后延伸率变化曲线。
具体实施方式
实施例1：
Al-6Mg-0.9Mn-0.2Er-0.1Zr合金制备分别选用纯铝、纯镁，其它元素均采用中间合金形式加入(Al-12Mn、Al-6Er、Al-12Zr)。在780～810℃温度下将纯铝熔化，再加入中间合金，待中间合金熔化后加入纯镁，加入六氯乙烷除气并搅拌，待合金中各元素分布均匀后采用半连续铸造方法进行浇注，得到Al-6Mg-0.9Mn-0.2Er-0.1Zr合金铸锭。合金成分采用X射线荧光(XRF)进行分析，合金实际成分范围如表1所示。将所得铸锭置于280℃下保温10h，再升温至450℃保温24h，出炉空冷至室温。将均匀化热处理后的铸锭进行热轧，热轧温度为420℃，加热保温时间为2.5h，道次压下量为20％，合金总变形量为95％。对所得合金热轧板进行拉伸性能测试，结果如表2所示。
表1 Al-6Mg-0.9Mn-0.2Er-0.1Zr合金实际成分(wt.％)
表2 合金热轧板拉伸性能测试结果
实施例2：
将实施例1所得热轧板在320℃下进行中间退火，退火时间为2h。将中间退火后的热轧板进行冷轧，道次压下量为15％，冷轧总变形量为50％，得到合金冷轧板。将上述冷轧板置于240～280℃下进行稳定化退火，退火时间为1～10h，并对稳定化退火后的合金冷轧板进行拉伸性能测试，结果如表3、4、5所示。图1、2、3分别为合金冷轧板及稳定化退火后抗拉强度、屈服强度和延伸率变化曲线。
表3合金冷轧板及稳定化退火后抗拉强度测试结果
表4合金冷轧板及稳定化退火后屈服强度测试结果
表5合金冷轧板及稳定化退火后延伸率测试结果
由图1、2、3可以看出，随着退火时间的延长，合金的抗拉强度和屈服强度先降低后趋于稳定，而延伸率先上升后趋于稳定。合金270℃/4h稳定化退火后，其拉伸强度下降不明显，此时合金的延伸率也相对较高，因此合金的最佳稳定化退火制度为270℃/4h。
合金铸锭经均匀化热处理后析出第二相粒子，提升了合金的弥散强化效果，在后续的轧制过程中进一步阻碍回复和再结晶，提高合金的热稳定性和力学性能。稳定化退火消除了合金冷轧板的内应力，提高了合金的稳定性和延伸率，同时还能促进β相在晶内和晶界的均匀弥散析出，提升合金的抗腐蚀能力。

Claims (2)

1.一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金轧制及稳定化退火工艺，其特征在于在780～810℃温度范围内熔炼得到Al-6.0Mg-0.9Mn-0.2Er-0.1Zr合金铸锭，对所得合金铸锭进行均匀化热处理：先将铸锭置于280±10℃下保温10h，再升温至450±10℃保温24h；将均匀化热处理后的铸锭进行热轧，热轧温度为400～450℃，加热保温时间为2～3h，道次压下量为10％～30％，热轧总变形量大于80％，得到合金的热轧板材；将所得合金的热轧板在300～350℃下进行2h中间退火，再进行冷轧，道次压下量为10％～30％，冷轧总变形量为40～60％；将所得合金冷轧板置于240～280℃下进行稳定化退火，退火时间为1～10h。
2.根据权利要求1所述的工艺，稳定化退火工艺为将合金冷轧板置于270℃下保温4h。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106637007A (zh) * 2017-03-16 2017-05-10 北京工业大学 一种高镁Al‑Mg‑Mn‑Er‑Zr铝合金冷轧板材及其稳定化工艺
CN107177760A (zh) * 2017-06-03 2017-09-19 北京工业大学 一种Al‑Mg‑Mn‑Er‑Zr 铝合金冷轧板材及其稳定化工艺
CN107475648A (zh) * 2017-08-16 2017-12-15 天津忠旺铝业有限公司 一种5383铝合金的稳定化工艺
CN109735749A (zh) * 2019-01-17 2019-05-10 北京工业大学 一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金热轧板稳定化退火工艺
CN110079712A (zh) * 2019-05-28 2019-08-02 清华大学 铸态高韧压铸铝硅合金及其制备方法和应用
CN110093540A (zh) * 2019-05-31 2019-08-06 北京工业大学 一种高损伤容限铝镁合金及制备工艺
CN110964953A (zh) * 2019-12-26 2020-04-07 北京工业大学 一种高Mg含量Al-Mg-Er合金稳定化小变形强化工艺
CN113427116A (zh) * 2021-06-25 2021-09-24 中南大学 一种提高铝镁系合金薄板搅拌摩擦焊接头强度的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07310153A (ja) * 1994-05-16 1995-11-28 Furukawa Electric Co Ltd:The 強度と延性及びその安定性に優れたアルミニウム合金板の製造方法
CN101403080A (zh) * 2008-11-21 2009-04-08 北京工业大学 含铒的铝-镁-锰变形铝合金的热处理工艺
CN102586707A (zh) * 2012-03-13 2012-07-18 北京工业大学 一种耐晶间腐蚀的高Mg含Er 铝合金冷轧板材的热处理工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07310153A (ja) * 1994-05-16 1995-11-28 Furukawa Electric Co Ltd:The 強度と延性及びその安定性に優れたアルミニウム合金板の製造方法
CN101403080A (zh) * 2008-11-21 2009-04-08 北京工业大学 含铒的铝-镁-锰变形铝合金的热处理工艺
CN102586707A (zh) * 2012-03-13 2012-07-18 北京工业大学 一种耐晶间腐蚀的高Mg含Er 铝合金冷轧板材的热处理工艺

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106637007A (zh) * 2017-03-16 2017-05-10 北京工业大学 一种高镁Al‑Mg‑Mn‑Er‑Zr铝合金冷轧板材及其稳定化工艺
CN107177760A (zh) * 2017-06-03 2017-09-19 北京工业大学 一种Al‑Mg‑Mn‑Er‑Zr 铝合金冷轧板材及其稳定化工艺
CN107475648A (zh) * 2017-08-16 2017-12-15 天津忠旺铝业有限公司 一种5383铝合金的稳定化工艺
CN109735749A (zh) * 2019-01-17 2019-05-10 北京工业大学 一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金热轧板稳定化退火工艺
CN110079712A (zh) * 2019-05-28 2019-08-02 清华大学 铸态高韧压铸铝硅合金及其制备方法和应用
CN110079712B (zh) * 2019-05-28 2020-11-10 清华大学 铸态高韧压铸铝硅合金及其制备方法和应用
CN110093540A (zh) * 2019-05-31 2019-08-06 北京工业大学 一种高损伤容限铝镁合金及制备工艺
CN110964953A (zh) * 2019-12-26 2020-04-07 北京工业大学 一种高Mg含量Al-Mg-Er合金稳定化小变形强化工艺
CN113427116A (zh) * 2021-06-25 2021-09-24 中南大学 一种提高铝镁系合金薄板搅拌摩擦焊接头强度的方法
CN113427116B (zh) * 2021-06-25 2022-05-24 中南大学 一种提高铝镁系合金薄板搅拌摩擦焊接头强度的方法

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