CN107675034B - 一种改善挤压型材粗晶用变形铝合金 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善挤压型材粗晶用变形铝合金，各组分的重量百分比为：Si：0.75‑0.80%、Fe：0.15‑0.20%、Cu：0.05‑0.10%、Mn：0.28‑0.30%、Mg：0.53‑0.58%、Zn：≤0.03%、Ti：0.01%‑0.03%、Cr：0.06‑0.10%、Zr：0.05‑0.10%，余量为Al。本发明的有益效果是：本发明通过以上化学成分改善，采用本发明铝合金材料的挤压型材的粗晶层厚度不大于0.15mm，达到微粗晶环厚度的水平。本发明合金材料能够满足高速列车和地铁列车等对安全和寿命有严格要求的领域。

Description

一种改善挤压型材粗晶用变形铝合金
技术领域
本发明涉及一种变形铝合金，尤其涉及一种改善挤压型材粗晶用变形铝合金。
背景技术
6005A铝合金是典型的中等强度Al-Mg-Si系铝合金，具有优良的抗腐蚀性和可焊接性，广泛应用于高铁、地铁等轨道交通车辆的制造。随着轨道车辆制造商对列车安全和寿命要求的不断提高，对高速列车和地铁列车用6005A铝合金型材组织要求越来越严格，特别是在6005A铝合金地铁型材的粗晶层方面要求越来越高，迫使轨道交通用铝型材供应商不断更新生产工艺和改善合金化学成分。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种改善挤压型材粗晶用变形铝合金，使采用本铝合金的挤压型材产品粗晶层厚度较小。
本发明改善挤压型材粗晶用变形铝合金，各组分的重量百分比为：Si：0.75-0.80％、Fe：0.15-0.20％、Cu：0.05-0.10％、Mn：0.28-0.30％、Mg：0.53-0.58％、Zn：≤0.03％、Ti：0.01％-0.03％、Cr：0.06-0.10％、Zr：0.05-0.10％，余量为Al。
优选的，所述各组分的重量百分比为Si：0.76％、Fe：0.19％、Cu：0.06％、Mn：0.30％、Mg：0.58％、Zn：0.01％、Ti：0.02％、Cr：0.06％、Zr：0.10％，余量为Al。
优选的，所述各组分的重量百分比为Si：0.78％、Fe：0.17％、Cu：0.08％、Mn：0.29％、Mg：0.56％、Zn：0.01％、Ti：0.02％、Cr：0.08％、Zr：0.08％，余量为Al。
优选的，所述各组分的重量百分比为Si：0.80％、Fe：0.15％、Cu：0.10％、Mn：0.28％、Mg：0.54％、Zn：0.01％、Ti：0.02％、Cr：0.10％、Zr：0.06％，余量为Al。
本发明控制Mg2Si的含量，Mg2Si所占的比例增加，切变应力增大，滑动位错的迁移越困难，不易产生粗晶。
本发明控制Fe，其能显著提高铝合金挤压制品的再结晶温度。
本发明添加Cu，可以减轻6005A铝合金挤压型材的停放效应，与此同时，少量的Cu固溶于α-Al中，可以起补充强化作用。还可以显著改善合金在热加工时的塑性，强化热处理，降低合金因加Mn后所出现的各向异性。
本发明添加Mn，与金属Al形成MnAl6金属化合物，在热挤压变形过程中，大分子团MnAl6增加了铝基体的变形抗力，Mn元素起到了一个钉扎作用，使6005A铝合金的不均匀变形程度降低。同时，在强大应力作用下，部分MnAl6以弥散质点状态析出并聚集在晶粒的晶界上。弥散质点析出物对亚结构的多边化和稳定化起主要作用，使晶核形核率和长大速率都下降，再结晶温度提高，阻碍了晶粒的长大和聚集。
本发明添加Cr，可抑制Mg2Si相在晶界析出，延缓再结晶发生，并可细化晶粒，同时添加Cr，AlMnCrSi粒子增多，这些粒子钉扎晶界，强烈阻碍再结晶的发生。
本发明添加Zr，有利于提高初始再结晶温度，从而保留未再结晶组织，保留挤压效应，以提高抗拉强度等机械性能。
本发明的有益效果是：本发明通过以上化学成分改善，采用本发明铝合金材料的挤压型材的粗晶层厚度不大于0.15mm，达到微粗晶环厚度的水平。本发明合金材料能够满足高速列车和地铁列车等对安全和寿命有严格要求的领域。
附图说明
图1是常规6005A铝合金的金相图；
图2是本发明实施例一的金相图；
图3是本发明实施例二的金相图；
图4是本发明实施例三的金相图；
图5是本发明实施例四的金相图；
图6是本发明实施例五的金相图；
图7是本发明实施例六的金相图。
具体实施方式
1、熔炼炉内添加铝液、废料、铝硅合金、铁剂、铝铜合金、锰剂、镁锭、铬剂、铝锆合金进行熔化，待温度达到要求后进行一次精炼作业，按下表1调试出各实施例的成分。
表1
2、精炼完成后进行成分分析，不合格进行调整，合格后待温度达到要求后进行转炉。
3、保温炉内进行二次精炼作业并静置。
4、待温度达到要求后引流浇铸，经过在线加铝钛硼、在线除气、在线过滤、铸造。
5、铸造完成后进行均质冷却包装。
本发明上述6种组分的铝合金与常规6005A铝合金挤压型材的性能见表2，粗晶数据见表3。
表2
抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 延伸率/％
常规6005A铝合金 260 215 8
实施例一 310 292 14.6
实施例二 308 298 14.0
实施例三 310 293 15.7
实施例四 306 292 14.5
实施例五 304 290 14.8
实施例六 305 288 13.2
表3
样品编号 粗晶层情况(μm) 备注
常规6005A铝合金 437.212 图1
实施例一 136.592 图2
实施例二 142.613 图3
实施例三 121.988 图4
实施例四 146.102 图5
实施例五 134.015 图6
实施例六 140.895 图7
由以上数据得出，该发明铝合金是一种具有良好力学性能，且粗晶层厚度不大于0.15mm。

Claims (1)

1.一种改善挤压型材粗晶用变形铝合金，其特征在于：各组分的重量百分比为Si：0.80%、Fe：0.15%、Cu：0.10%、Mn：0.28%、Mg：0.54%、Zn：0.01%、Ti：0.02%、Cr：0.10%、Zr：0.06%，余量为Al。
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