CN107541622B - 一种交通运输工具用铝合金型材及其挤压方法 - Google Patents

Abstract

一种交通运输工具用铝合金型材及其挤压方法，所述铝合金型材由以下成分及质量百分比组成：Mg 0.6～0.9%，Si 0.3～0.5%，Se 0.1～0.3%，Tc 0.1～0.3%，In 0.1～0.3%，Fe≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，不可避免的其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%。本发明通过设计特定的合金成分组成及其挤压工艺，抑制再结晶和晶粒长大，使铝合金型材沿挤压方向上获得单一的纤维状晶粒组织，铝合金型材具有高的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能，可广泛应用于汽车、轨道交通、船舶、飞机等交通运输工具领域。

Description

一种交通运输工具用铝合金型材及其挤压方法

技术领域

本发明属于铝合金型材生产技术领域，具体是涉及一种交通运输工具用铝合金型材及其挤压方法。

背景技术

随着汽车、轨道交通、船舶、飞机等交通运输工具轻量化的发展，铝合金在交通运输工具上的应用日益扩大。交通运输工具用铝合金大多为大规格、中空、薄壁的铝合金型材，为了提高交通运输工具的承载能力、抗冲击性、服役安全性和服役寿命，对铝合金型材的综合性能也要求较高，如较高的强度、断裂韧性和抗腐蚀性能等。

现有的6101、6005、6063等牌号的6xxx系铝合金，虽然具有较好的挤压加工性能和焊接性能，但用于交通运输工具作为受力结构件时，还普遍存在强度偏低的问题。提高6xxx系铝合金中Mg、Si主合金元素的含量或者添加其它的合金强化元素，虽然能够提高6xxx系铝合金的强度，当又会导致断裂韧性和抗应力腐蚀性能下降，原因是高合金化导致强度与韧性之间存在较大的制约关系，高密度的析出强化相在晶界聚集容易引发应力腐蚀等。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种交通运输工具用铝合金型材及其挤压方法，通过设计特定的合金成分组成及其挤压工艺，抑制再结晶和晶粒长大，使铝合金型材沿挤压方向上获得单一的纤维状晶粒组织，同时提高铝合金型材的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能，使铝合金型材具有较高的综合性能。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的交通运输工具用铝合金型材，其特点是由以下成分及质量百分比组成：Mg 0.6～0.9%，Si 0.3～0.5%，Se 0.1～0.3%，Tc 0.1～0.3%，In 0.1～0.3%，Fe≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其中，0.4%≤Se+Tc+In≤0.6%，不可避免的其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%。

本发明所述的交通运输工具用铝合金型材的挤压方法，其特点是包括以下步骤：

第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al10Se合金、Al10Tc合金、Al10In合金作为原材料；

第二步：将铝锭在760～770℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.6～0.9%的镁锭、0.3～0.5%的结晶硅、1～3%的Al10Se合金、1～3%的Al10Tc合金和1～3%的Al10In合金，搅拌熔化成铝合金液；

第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼10～20分钟，扒渣后静置50～60分钟；

第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为300～350转/分钟、氩气流量为1～1.5立方米/小时的除气机和孔隙度为40～50ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；

第五步：将铝合金液在铸造温度710～720℃、铸造速度70～80毫米/分钟、冷却水压力0.6～0.7MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；

第六步：将铝合金铸锭加热至585～595℃均匀化处理10～12小时，然后水雾强制冷却至室温；

第七步：将铝合金铸锭加热至510～530℃，在挤压速度7～8米/分钟、挤压比40～60条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；

第八步：将铝合金型材加热至180～200℃时效8～10小时，随炉冷却后得到交通运输工具用铝合金型材。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明通过设计特定的合金成分组成，解决了铝合金型材的强度与断裂韧性和抗应力腐蚀性能之间的矛盾关系，使铝合金型材同时具有高的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能的优点；

（2）本发明通过严格控制半连续铸造工艺，控制铝合金铸锭获得尺寸为150～350微米的晶粒组织，确保铸锭挤压后铝合金型材可以获得单一的纤维状晶粒组织；

（3）本发明通过复合添加Se、Tc、In元素抑制再结晶和晶粒长大，严格控制铝合金铸锭的均匀化和挤压工艺，使铝合金型材沿挤压方向上获得单一的纤维状晶粒组织，实现铝合金型材的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能同时大幅提高；

（4）本发明所述铝合金型材的抗拉强度大于300MPa，屈服强度大于260MPa，断后伸长率大于15%，断裂韧性大于45KIC，抗应力腐蚀试验大于35天，具有高综合性能的优点。

具体实施方式

下面对本发明所述交通运输工具用铝合金型材的成分组成意义及含量范围限定理由进行说明。

本发明所述的交通运输工具用铝合金型材，由以下成分及质量百分比组成：Mg0.6～0.9%，Si 0.3～0.5%，Se 0.1～0.3%，Tc 0.1～0.3%，In 0.1～0.3%，Fe≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其中，0.4%≤Se+Tc+In≤0.6%，不可避免的其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%。

Mg和Si是铝合金型材的主要合金元素，这些元素在铝合金型材中除了具有固溶强化作用外，Mg和Si还可析出Mg₂Si强化相增强铝合金型材的强度。Mg和Si的含量越高，铝合金型材的强度也越高，但断裂韧性会逐渐下降，强化相在晶界聚集引发应力腐蚀敏感性增大。通过对合金成分的系统研究后发现，当Mg含量小于0.6%，Si含量小于0.3%时，铝合金型材的强度达不到所需的300MPa。当Mg含量大于0.9%， Si含量大于0.5%时，铝合金型材的强度会过高，而断裂韧性和抗应力腐蚀性能则显著恶化。当Mg含量为0.6～0.9%，Si含量为0.3～0.5%时，可以平衡铝合金型材的强度与断裂韧性和抗应力腐蚀性能之间的矛盾关系，满足高综合性能的要求。

Se、Tc、In是铝合金型材的微合金化元素，在铝合金中起抑制再结晶和晶粒长大的作用。通过大量的实验研究后发现，单独添加Se、Tc、In中的一种或两种元素时，都无法使铝合金型材沿挤压方向获得单一的纤维状晶粒组织，只有复合添加Se、Tc、In三种元素时，才能使铝合金沿挤压方向获得单一的纤维状晶粒组织，并且其效果和稳定性显著好于添加Mn、Cr、Zr、Sc等元素。当Se、Tc、In的含量分别为0.1～0.3%，且满足0.4%≤Se+Tc+In≤0.6%时，可确保铝合金型材沿挤压方向获得单一的纤维状晶粒组织。当Se或Tc或In的含量小于0.1%，或者Se+Tc+In≤0.4%时，只能获得由纤维状晶粒和再结晶晶粒组成的混合晶粒组织。当Se或Tc或In的含量大于0.3%，或者Se+Tc+In≥0.6%时，则会导致铝化物的尺寸变得异常粗大，恶化铝合金型材的断裂韧性，达不到高综合性能的要求。

Fe是铝锭、结晶硅、镁锭中不可避免的杂质元素。当Fe含量大于0.15%时，Fe和Si在铝合金型材中会形成粗大的针状AlFeSi系金属间化合物，该化合物常常成为断裂发生的裂纹源和裂纹扩展方向，严重恶化铝合金型材的强度和断裂韧性,因此，需要严格控制Fe的含量。本发明通过选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅作为原材料，控制Fe含量小于0.15%，再结合后续的铸锭均匀化处理，可以消除Fe杂质元素的对铝合金型材强度和断裂韧性的影响。

下面对本发明所述交通运输工具用铝合金型材的挤压方法及主要工艺参数的选择意义和理由进行说明。

本发明所述的交通运输工具用铝合金型材的挤压方法，包括以下步骤：

第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al10Se合金、Al10Tc合金、Al10In合金作为原材料；

第二步：将铝锭在760～770℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.6～0.9%的镁锭、0.3～0.5%的结晶硅、1～3%的Al10Se合金、1～3%的Al10Tc合金和1～3%的Al10In合金，搅拌熔化成铝合金液；

第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼10～20分钟，扒渣后静置50～60分钟；

第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为300～350转/分钟、氩气流量为1～1.5立方米/小时的除气机和孔隙度为40～50ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；

第五步：将铝合金液在铸造温度710～720℃、铸造速度70～80毫米/分钟、冷却水压力0.6～0.7MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；

第六步：将铝合金铸锭加热至585～595℃均匀化处理10-12小时，然后水雾强制冷却至室温；

第七步：将铝合金铸锭加热至510～530℃，在挤压速度7～8米/分钟、挤压比40～60条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；

第八步：将铝合金型材加热至180～200℃时效8～10小时，随炉冷却后得到交通运输工具用铝合金型材。

气孔和夹杂是铝合金型材的常见缺陷，这些缺陷常常也是断裂的裂纹源和点蚀的起点，因此，提高铝合金型材的纯净度是保障铝合金型材获得高综合性能的基础。本发明先采用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼除气除杂，然后再将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为300～350转/分钟、氩气流量为1～1.5立方米/小时的除气机和孔隙度为40～50ppi的泡沫陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理，对铝合金液进行深度净化，使铝合金液的气含量低于0.1毫升/100克铝，非金属夹杂物含量PoDFA低于0.1平方毫米/公斤，大幅度铝合金型材的洁净度，消除气孔和夹杂对铝合金型材力学性能的影响。

通过深入研究后发现，当铸造温度710～720℃、铸造速度70～80毫米/分钟、冷却水压力0.6～0.7MPa时，半连续铸造成铝合金铸锭的晶粒尺寸为150～350微米，非常有利于铝合金型材挤压后获得单一的纤维状晶粒组织。如果铸造工艺参数不在上述匹配范围内，均无法使铝合金铸锭获得150～350微米的晶粒，挤压后也无法获得单一的纤维状晶粒组织。

均匀化处理的目的是消除铸锭内部合金元素的宏微观偏析，使合金元素和粗大化合物充分固溶。通过大量实验研究后发现，本发明所述铝合金铸锭的理想均匀化温度为585～595℃，均匀化时间为10-12小时，可以完全消除铸锭内部Mg、Si元素的宏微观偏析，使元素和粗大金属间化合物充分固溶。均匀化温度低于585℃或者时间小于10小，均不能消除晶内元素的宏微观偏析和破碎细化金属间化合物。而均匀化温度高于595℃时或者时间超过12小时，则会导致铝合金铸锭局部过烧，均会恶化铝合金型材的力学性能。

合适的挤压工艺是铝合金型材获得单一纤维状晶粒组织的重要条件。通过对本发明所述铝合金型材的挤压工艺研究后发现，在铝合金铸锭加热为510～530℃、挤压速度为7～8米/分钟、挤压比为40～60条件下进行热挤压成形，铝合金型材沿挤压方向上可获得单一的纤维状晶粒组织，铝合金型材展现出高强度、高断裂韧性和高抗应力腐蚀性能的优异综合性能。如果挤压工艺参数不在上述匹配范围内，铝合金型材均无法获得单一的纤维状晶粒组织，只能得到由纤维状晶粒和再结晶晶粒构成的混合晶粒组织，并且还可能出现铝合金变形抗力会太大，挤压困难，或者挤压后铝合金型材在线淬火不充分，无法获得期望的铝合金型材高综合性能等问题。

通过对本发明所述铝合金型材的时效工艺研究后发现，将铝合金型材加热至180～200℃时效8～10小时，然后随炉冷却，可以得到最大的时效强度，满足高综合性能对铝合金型材的强度要求。如果时效温度低于180℃或者时效时间小于8小时，则为亚时效，而时效温度高于200℃或者时效时间大于10小时，则会出现过时效，均达不到期望的铝合金型材强度，满足不了高综合性能的要求。

下面结合具体的实施例和对比例对本发明的技术方案作进一步的说明，以便更好的理解本发明的技术方案。

实施例1：

铝合金型材的成分及质量百分比组成为：Mg 0.6%，Si 0.3%，Se 0.2%，Tc 0.1%，In0.1%，Fe≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，不可避免的其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%。该铝合金型材的挤压方法包括以下步骤：

第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al10Se合金、Al10Tc合金、Al10In合金作为原材料；

第二步：将铝锭在760℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.6%的镁锭、0.3%的结晶硅、2%的Al10Se合金、1%的Al10Tc合金和1%的Al10In合金，搅拌熔化成铝合金液；

第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼10分钟，扒渣后静置50分钟；

第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为350转/分钟、氩气流量为1立方米/小时的除气机和孔隙度为40ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；

第五步：将铝合金液在铸造温度710℃、铸造速度80毫米/分钟、冷却水压力0.6MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；

第六步：将铝合金铸锭加热至595℃均匀化处理10小时，然后水雾强制冷却至室温；

第七步：将铝合金铸锭加热至530℃，在挤压速度7米/分钟、挤压比40条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；

第八步：将铝合金型材加热至180℃时效10小时，随炉冷却后得到交通运输工具用铝合金型材。

实施例2：

铝合金型材的成分及质量百分比组成为：Mg 0.8%，Si 0.4%，Se 0.2%，Tc 0.1%，In0.3%，Fe≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，不可避免的其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%。该铝合金型材的挤压方法包括以下步骤：

第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al10Se合金、Al10Tc合金、Al10In合金作为原材料；

第二步：将铝锭在770℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.8%的镁锭、0.4%的结晶硅、2%的Al10Se合金、1%的Al10Tc合金和3%的Al10In合金，搅拌熔化成铝合金液；

第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼20分钟，扒渣后静置50分钟；

第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为300转/分钟、氩气流量为1.5立方米/小时的除气机和孔隙度为50ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；

第五步：将铝合金液在铸造温度720℃、铸造速度70毫米/分钟、冷却水压力0.7MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；

第六步：将铝合金铸锭加热至585℃均匀化处理12小时，然后水雾强制冷却至室温；

第七步：将铝合金铸锭加热至520℃，在挤压速度8米/分钟、挤压比60条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；

第八步：将铝合金型材加热至200℃时效8小时，随炉冷却后得到交通运输工具用铝合金型材。

实施例3：

铝合金型材的成分及质量百分比组成为：Mg 0.9%，Si 0.5%，Se 0.3%，Tc 0.1%，In0.1%，Fe≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，不可避免的其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%。该铝合金型材的挤压方法包括以下步骤：

第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al10Se合金、Al10Tc合金、Al10In合金作为原材料；

第二步：将铝锭在765℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.9%的镁锭、0.5%的结晶硅、3%的Al10Se合金、1%的Al10Tc合金和1%的Al10In合金，搅拌熔化成铝合金液；

第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼15分钟，扒渣后静置55分钟；

第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为325转/分钟、氩气流量为1.3立方米/小时的除气机和孔隙度为45ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；

第五步：将铝合金液在铸造温度715℃、铸造速度75毫米/分钟、冷却水压力0.65MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；

第六步：将铝合金铸锭加热至590℃均匀化处理11小时，然后水雾强制冷却至室温；

第七步：将铝合金铸锭加热至510℃，在挤压速度7.5米/分钟、挤压比50条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；

第八步：将铝合金型材加热至190℃时效9小时，随炉冷却后得到交通运输工具用铝合金型材。

对比例1：

铝合金型材的成分及质量百分比组成为：Mg 0.6%，Si 0.3%，Se 0.1%，Tc 0.1%，In0.1%，Fe≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，不可避免的其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%。该铝合金型材的挤压方法包括以下步骤：

第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al10Se合金、Al10Tc合金、Al10In合金作为原材料；

第二步：将铝锭在760℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.6%的镁锭、0.3%的结晶硅、1%的Al10Se合金、1%的Al10Tc合金和1%的Al10In合金，搅拌熔化成铝合金液；

第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼10分钟，扒渣后静置50分钟；

第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为350转/分钟、氩气流量为1立方米/小时的除气机和孔隙度为40ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；

第五步：将铝合金液在铸造温度710℃、铸造速度80毫米/分钟、冷却水压力0.6MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；

第六步：将铝合金铸锭加热至595℃均匀化处理10小时，然后水雾强制冷却至室温；

第七步：将铝合金铸锭加热至530℃，在挤压速度7米/分钟、挤压比40条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；

第八步：将铝合金型材加热至180℃时效10小时，随炉冷却后得到铝合金型材。

对比例2：

铝合金型材的成分及质量百分比组成为：Mg 0.8%，Si 0.4%，Se 0.2%，Tc 0.05%，In 0.3%，Fe≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，不可避免的其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%。该铝合金型材的挤压方法包括以下步骤：

第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al10Se合金、Al10Tc合金、Al10In合金作为原材料；

第二步：将铝锭在770℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.8%的镁锭、0.4%的结晶硅、2%的Al10Se合金、0.5%的Al10Tc合金和3%的Al10In合金，搅拌熔化成铝合金液；

第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼20分钟，扒渣后静置50分钟；

第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为300转/分钟、氩气流量为1.5立方米/小时的除气机和孔隙度为50ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；

第五步：将铝合金液在铸造温度720℃、铸造速度70毫米/分钟、冷却水压力0.7MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；

第六步：将铝合金铸锭加热至550℃均匀化处理12小时，然后水雾强制冷却至室温；

第七步：将铝合金铸锭加热至520℃，在挤压速度8米/分钟、挤压比60条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；

第八步：将铝合金型材加热至200℃时效8小时，随炉冷却后得到铝合金型材。

对比例3：

铝合金型材的成分及质量百分比组成为：Mg 0.9%，Si 0.5%，Se 0.3%，Tc 0.1%，In0.1%，Fe≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，不可避免的其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%。该铝合金型材的挤压方法包括以下步骤：

第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al10Se合金、Al10Tc合金、Al10In合金作为原材料；

第二步：将铝锭在765℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.9%的镁锭、0.5%的结晶硅、3%的Al10Se合金、1%的Al10Tc合金和1%的Al10In合金，搅拌熔化成铝合金液；

第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼15分钟，扒渣后静置55分钟；

第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为325转/分钟、氩气流量为1.3立方米/小时的除气机和孔隙度为45ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；

第五步：将铝合金液在铸造温度715℃、铸造速度75毫米/分钟、冷却水压力0.65MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；

第六步：将铝合金铸锭加热至590℃均匀化处理11小时，然后水雾强制冷却至室温；

第七步：将铝合金铸锭加热至540℃，在挤压速度7.5米/分钟、挤压比50条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；

第八步：将铝合金型材加热至190℃时效9小时，随炉冷却后得到铝合金型材。

按行业标准YB/T4290-2012《金相检测面上最大晶粒尺寸级别测定方法》，在实施例和对比例生产的铝合金型材上取样，试样经磨制、抛光和腐蚀后，在LEICA-300型金相显微镜下对铝合金型材挤压方向的显微组织进行观察，检测结果如表1所示。

按国家标准GB/T16865-2013《变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法》，将实施例和对比例生产的铝合金型材加工成标准拉伸试样，在HGF-500型电子拉伸试验机上进行室温拉伸，拉伸速率为2毫米/分钟，检测铝合金型材的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率，检测结果如表1所示。

按国家标准GB/T4161-2007《金属材料平面应变断裂韧度KIC试验方法》，将实施例和对比例生产的铝合金型材加工成标准试样，在GJJH-550型断裂试验上进行平面应变断裂韧性KIC试验，检测铝合金型材的断裂韧性，检测结果如表1所示。

按国家标准GB/T22640-2008《铝合金加工产品的环形试样应力腐蚀试验方法》，将实施例和对比例生产的铝合金型材加工成标准试样，在GYG-400型应力腐蚀试验机上进行C环应力腐蚀试验，应力为400MPa，检测铝合金型材的抗应力腐蚀性能，检测结果如表1所示。

从表1可看到，实施例1-3：铝合金型材沿挤压方向上均为单一的纤维状晶粒组织，铝合金型材的抗拉强度大于300MPa，屈服强度大于260MPa，断后伸长率大于15%，断裂韧性大于45KIC，抗应力腐蚀试验大于35天，表明本发明所挤压铝合金型材具有高强度、高断裂韧性和高抗应力腐蚀性能的优点，满足高综合性能的要求。

对比例1：由于铝合金型材中Se、Tc、In的含量总和小于0.4%，不能完全抑制再结晶的发生，铝合金型材沿挤压方向上为纤维状晶粒和再结晶晶粒组成的混合晶粒组织，导致铝合金型材的抗拉强度低于300MPa，断裂韧性小于45KIC，抗应力腐蚀试验小于35天，满足不了高综合性能的要求。

对比例2：虽然铝合金型材中Se、Tc、In的含量总和大于0.4%，但是Tc的含量小于0.1%，也不能完全抑制再结晶的发生，铝合金型材沿挤压方向上为纤维状晶粒和再结晶晶粒组成的混合晶粒组织，导致铝合金型材的抗拉强度低于300MPa，断裂韧性小于45KIC，抗应力腐蚀试验小于35天，满足不了高综合性能的要求。

对比例3：虽然铝合金型材中Se、Tc、In的含量以及含量总和都符合成分设计范围，但是铝合金铸锭的加热温度大于530℃，铝合金型材沿挤压方向上为纤维状晶粒和再结晶晶粒构成的混合晶粒组织，导致铝合金型材的抗拉强度低于300MPa，断裂韧性小于45KIC，抗应力腐蚀试验小于35天，满足不了高综合性能的要求。

表1 实施例和对比例铝合金型材的检测结果

	金相显微组织	抗拉强度/MPa	屈服强度/MPa	断后伸长率/%	断裂韧性/KIC	抗应力腐蚀/天
							实施例1	单一纤维状晶粒组织	304.1	265.5	18.4	45.9	35
实施例2	单一纤维状晶粒组织	318.5	271.4	16.9	47.7	37
							实施例3	单一纤维状晶粒组织	331.3	287.3	15.1	49.2	38
对比例1	纤维状晶+再结晶晶粒	275.6	235.7	15.7	35.4	28
							对比例2	纤维状晶+再结晶晶粒	288.5	247.3	14.5	37.1	30
对比例3	纤维状晶+再结晶晶粒	291.8	254.8	13.5	38.7	31

本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。

Claims (1)

1.一种交通运输工具用铝合金型材的挤压方法，其特征在于：

该铝合金型材由以下成分及质量百分比组成：Mg 0.6～0.9%，Si 0.3～0.5%，Se 0.1～0.3%，Tc 0.1～0.3%，In 0.1～0.3%，Fe≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其中，0.4%≤Se+Tc+In≤0.6%，不可避免的其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%；

该铝合金型材的挤压方法包括以下步骤：

第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al10Se合金、Al10Tc合金、Al10In合金作为原材料；

第二步：将铝锭在760～770℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.6～0.9%的镁锭、0.3～0.5%的结晶硅、1～3%的Al10Se合金、1～3%的Al10Tc合金和1～3%的Al10In合金，搅拌熔化成铝合金液；

第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼10～20分钟，扒渣后静置50～60分钟；

第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为300～350转/分钟、氩气流量为1～1.5立方米/小时的除气机和孔隙度为40～50ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；

第五步：将铝合金液在铸造温度710～720℃、铸造速度70～80毫米/分钟、冷却水压力0.6～0.7MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；

第六步：将铝合金铸锭加热至585～595℃均匀化处理10～12小时，然后水雾强制冷却至室温；

第七步：将铝合金铸锭加热至510～530℃，在挤压速度7～8米/分钟、挤压比40～60条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；

第八步：将铝合金型材加热至180～200℃时效8～10小时，随炉冷却后得到交通运输工具用铝合金型材。