CN108796313B - 一种Al-Mg-Si系变形铝合金及其强韧化处理方法 - Google Patents

一种Al-Mg-Si系变形铝合金及其强韧化处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108796313B
CN108796313B CN201810506330.6A CN201810506330A CN108796313B CN 108796313 B CN108796313 B CN 108796313B CN 201810506330 A CN201810506330 A CN 201810506330A CN 108796313 B CN108796313 B CN 108796313B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum alloy
temperature
treatment
percent
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810506330.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108796313A (zh
Inventor
王宏明
杨广林
蔡洁
林文凯
李桂荣
蒋阔
唐锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SIYANG MINGYUXING PRECISION MACHINERY Co.,Ltd.
Original Assignee
Siyang Mingyuxing Precision Machinery Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siyang Mingyuxing Precision Machinery Co ltd filed Critical Siyang Mingyuxing Precision Machinery Co ltd
Priority to CN201810506330.6A priority Critical patent/CN108796313B/zh
Publication of CN108796313A publication Critical patent/CN108796313A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108796313B publication Critical patent/CN108796313B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/05—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys of the Al-Si-Mg type, i.e. containing silicon and magnesium in approximately equal proportions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)

Abstract

本发明属于铝合金处理技术领域，具体公开了一种Al‑Mg‑Si系变形铝合金及其强韧化处理方法。所述合金中各成分按质量百分数计为：Si 1.03‑1.08％，Mg 0.82‑0.87％，Mn 0.72‑0.79％，Cu 0.03‑0.08％，Zr 0.02‑0.04％，Cr 0.03‑0.1％，Fe 0‑0.3％，Zn 0‑0.15％，Ti 0‑0.1％，Pb 0‑0.05％，余量为Al。该合金的强韧化处理方法包括以下步骤:(1)铝合金的变形加工；(2)微波加热固溶处理；(3)深冷处理；(4)时效处理。本发明通过对Al‑Mg‑Si系变形铝合金进行特殊的加工、固溶、深冷和时效处理，可以获得较高的硬度、强度和韧性的铝合金。

Description

一种Al-Mg-Si系变形铝合金及其强韧化处理方法
技术领域
本发明属于铝合金处理技术领域，尤其是一种变形铝合金强韧化方法；具体涉及一种Al-Mg-Si系变形铝合金及其强韧化处理方法。
背景技术
Al-Mg-Si系变形铝合金具有优异的综合性能，其密度较小，比强度、比刚度、弹性模量都较高，机加工性能优良且零件尺寸稳定性好，不会对环境产生污染且易于回收等，逐渐成为工程结构材料中最具应用潜力的轻量化金属。
研究表明，晶粒大小与分布对于材料的性能起主导作用，包括材料的强度、硬度、变形性能等都与材料晶粒相关，因此，调控材料的晶粒大小与分布成为调控材料性能的一种有效方法。
课题组最新的研究表明，深冷处理是一种调控材料组织结构的有效方法，在材料成品过程中将深冷处理与传统热处理相结合，从而得到性能更优的产品，具有广泛的工业应用前景。
因此，本项发明的目的是提出一种高强韧形变铝合金及其强韧化处理方法。
发明内容
本发明提供一种高强韧Al-Mg-Si系变形铝合金及其强韧化处理方法，解决目前铝合金材料性能不足的问题。
本发明所述的Al-Mg-Si系变形铝合金中各成分，按质量百分数计为：Si 1.03-1.08％，Mg 0.82-0.87％，Mn 0.72-0.79％，Cu 0.03-0.08％，Zr 0.02-0.04％，Cr 0.03-0.1％，Fe 0-0.3％，Zn 0-0.15％，Ti 0-0.1％，Pb 0-0.05％，余量为Al。
采用本发明所述的Al-Mg-Si系变形合金的强韧化热处理方法，具体步骤如下：
(1)铝合金的变形加工：变形加工前Al-Mg-Si系铝合金加热温度为500-520℃，模具温度为460-480℃，模筒温度为400-420℃，铝合金的变形加工温度为500-540℃。
(2)微波加热固溶处理：铝合金挤压成型后，将变形铝合金直接用微波快速加热，在30-60s将铝合金加热到温度510℃-540℃，并保温3-5h后，用20-30℃水淬的固溶处理过程；
(3)深冷处理：将固溶水淬后的铝合金放入-196℃液氮中深冷1-20h，随后恢复至室温；
(4)时效处理：将深冷后恢复至室温的铝合金放入165-195℃的温度下保温8-12h，最后取出空冷。
本发明的有益效果为：
(1)本发明通过对Al-Mg-Si系变形铝合金进行固溶、深冷、时效处理，可以获得具有较高的硬度，强度及延伸率的铝合金，特别是，与传统的热处理工艺方法比较，本发明的过程中材料的综合性能得到提高；理论分析及实践数据表明，采用本发明，Al-Mg-Si系变形铝合金相比于当前水平，显微硬度、抗拉强度、屈服强度都有了显著提高，达到强韧化的效果。
Figure BDA0001671552670000011
Figure BDA0001671552670000021
(2)本发明所述的微波快速加热水淬方法，配合后面的深冷快速冷却，能显著提高固溶处理的效果，显微硬度可达到76HB，室温抗拉强度可达到291MPa，屈服强度可达到194MPa，这些效果指标比目前不采用微波快速加热的现有技术提高10％以上。
(3)本发明的工艺简单、对设备要求低、容易实现，具有很好的工程价值和应用前景。
具体实施方式：
实施例1
实施例1所用Al-Mg-Si系变形铝合金成分(质量百分数)为：Si 1.041％，Mg0.826％，Mn 0.7289％，Cu 0.0717％，Zr 0.0235％，Cr 0.0799％，Fe 0.11％，Zn0.0872％，Ti 0.0488％，Pb 0.01948％，余量为Al，该合金的强韧化处理方法依次包括以下步骤:(1)铝合金的变形加工；(2)微波加热固溶处理；(3)深冷处理；(4)时效处理；具体为：
第一步：Al-Mg-Si系变形铝合金变形加工用的模具加热到需要的温度，Al-Mg-Si系铝棒加热温度为510℃，模具温度为470℃，模筒温度为410℃，铝合金的变形加工温度为530℃。
第二步：挤压成型后将变形铝合金在微波加热炉中加热，设置加温程序为45s加热到530℃，并在530℃保温固溶3h，然后在室温下用25℃水进行水淬；
第三步：将固溶水淬后的铝合金放入-196℃液氮中深冷12h，随后恢复至室温；
第四步：将深冷后恢复至室温的铝的合金放入175℃的温度下保温8h，最后取出空冷；
对其室温抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度进行测量，并与只进行固溶-时效处理(对比例1)以及未进行任何处理的试样(对比例2)对比。
对比结果如下：
Figure BDA0001671552670000022
结果表明，经固溶处理(530℃×3h)-深冷处理(-196℃×12h)时效处理(175℃×8h)后的合金与只进行固溶-时效处理的合金相比，室温抗拉强度提高了7.1％，屈服强度提高了7.9％，延伸率无显著变化，硬度提高了13.6％；与未进行任何处理的合金相比，室温抗拉强度提高了28.9％，屈服强度提高了85.6％，硬度提高了51.3％。
实施例2
实施例2所用Al-Mg-Si系变形铝合金成分(质量百分数)为：Si 1.03％，Mg0.82％，Mn 0.72％，Cu 0.03％，Zr 0.02％，Cr 0.03％，Fe 0.01％，Zn 0.05％，Ti0.001％，Pb 0.001％，余量为Al，该合金的强韧化处理方法依次包括以下步骤:(1)铝合金的变形加工；(2)微波加热固溶处理；(3)深冷处理；(4)时效处理；具体为：
第一步：Al-Mg-Si系变形铝合金变形加工用的模具加热到需要的温度，Al-Mg-Si系铝棒加热温度为520℃，模具温度为480℃，模筒温度为420℃，铝合金的变形加工温度为540℃。
第二步：挤压成型后将变形铝合金放入在微波加热炉中加热，设置加温程序为30s加热到510℃，并在510℃高温固溶5h，然后在室温下进行水淬，水温20℃；
第三步：将固溶水淬后的铝合金放入-196℃液氮中深冷12h，随后恢复至室温；
第四步：将深冷后恢复至室温的铝合金放入195℃的温度下保温8h，最后取出空冷；
对其室温抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度进行测量，并与只进行固溶-时效处理(对比例3)以及未进行任何处理的试样(对比例4)对比。
结果如下：
Figure BDA0001671552670000031
结果表明，经固溶处理(510℃×5h)-深冷处理(-196℃×12h)时效处理(195℃×8h)后的合金与只进行固溶-时效处理的合金相比，室温抗拉强度提高了10.8％，屈服强度提高了16.2％，延伸率无显著变化，硬度提高了10％；与未进行任何处理的合金相比，室温抗拉强度提高了27.4％，屈服强度提高了121.7％，硬度提高了64.2％。
实施例3
实施例3所用Al-Mg-Si系变形铝合金成分(质量百分数)为：Si 1.08％，Mg0.87％，Mn 0.79％，Cu 0.08％，Zr 0.04％，Cr 0.1％，Fe 0.3％，Zn 0.15％，Ti 0.1％，Pb0.05％，余量为Al，该合金的强韧化处理方法依次包括以下步骤:(1)铝合金的变形加工；(2)微波加热固溶处理；(3)深冷处理；(4)时效处理；具体为：
第一步：Al-Mg-Si系变形铝合金变形加工用的模具加热到需要的温度，Al-Mg-Si系铝棒加热温度为500℃，模具温度为460℃，模筒温度为400℃，铝合金的变形加工温度为500℃。
第二步：挤压成型后将变形铝合金放入在微波加热炉中加热，设置加温程序为60s加热到540℃，并在540℃高温固溶3h，然后在室温下进行水淬，水温30℃；
第三步：将固溶水淬后的合金放入-196℃液氮中深冷12h，随后恢复至室温；
第四步：将深冷后的合金放入195℃的温度下保温12h，最后取出空冷；
对其室温抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度进行测量，并与只进行固溶-时效处理(对比例5)以及未进行任何处理的试样(对比例6)对比。
结果如下：
Figure BDA0001671552670000032
结果表明，经固溶处理(540℃×3h)-深冷处理(-196℃×12h)时效处理(195℃×12h)后的合金与只进行固溶-时效处理的合金相比，室温抗拉强度提高了9％，屈服强度提高了9.8％，延伸率无显著变化，硬度提高了5.7％；与未进行任何处理的合金相比，室温抗拉强度提高了28.5％，屈服强度提高了120.3％，硬度提高了54.2％。
实施例4
实施例4所用Al-Mg-Si系变形铝合金成分(质量百分数)为：Si 1.05％，Mg0.85％，Mn 0.75％，Cu 0.05％，Zr 0.03％，Cr 0.06％，Fe 0.2％，Zn 0.10％，Ti 0.05％，Pb 0.02％，余量为Al，该合金的强韧化处理方法依次包括以下步骤:(1)铝合金的变形加工；(2)微波加热固溶处理；(3)深冷处理；(4)时效处理；具体为：
第一步：Al-Mg-Si系变形铝合金变形加工用的模具加热到需要的温度，Al-Mg-Si系铝棒加热温度为510℃，模具温度为470℃，模筒温度为410℃，铝合金的变形加工温度为530℃。
第二步：挤压成型后将变形铝合金放入在微波加热炉中加热，设置加温程序为48s加热到540℃，并在540℃高温固溶3h，然后在室温下进行水淬，水温25℃；
第三步：将固溶水淬后的合金放入-196℃液氮中深冷12h，随后恢复至室温；
第四步：将深冷后的合金放入185℃的温度下保温10h，最后取出空冷；
对其室温抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度进行测量，并与只进行固溶-时效处理(对比例7)以及未进行任何处理的试样(对比例8)对比。
结果如下：
Figure BDA0001671552670000041
结果表明，经固溶处理(540℃×3h)-深冷处理(-196℃×12h)时效处理(185℃×10h)后的合金与只进行固溶-时效处理的合金相比，室温抗拉强度提高了7.3％，屈服强度提高了8.4％，延伸率无显著变化，硬度提高了5.6％；与未进行任何处理的合金相比，室温抗拉强度提高了29.1％，屈服强度提高了112.1％，硬度提高了53.4％。

Claims (1)

1.一种Al-Mg-Si系变形铝合金的强韧化处理方法，所述合金中各成分按质量百分数计为：Si 1.03-1.08％，Mg 0.82-0.87％，Mn 0.72-0.79％，Cu 0.03-0.08％，Zr 0.02-0.04％，Cr 0.03-0.1％，Fe 0-0.3％，Zn 0-0.15％，Ti 0-0.1％，Pb 0-0.05％，余量为Al；其特征在于，所述强韧化处理方法包括如下步骤：
(1)铝合金的变形加工：变形加工前Al-Mg-Si系铝合金加热温度为500-520℃，模具温度为460-480℃，模筒温度为400-420℃，铝合金的变形加工温度为500-540℃；
(2)微波加热固溶处理：铝合金挤压成型后，将变形后的铝合金直接用微波快速加热，在30-60s内将铝合金加热到温度510-540℃，并保温3-5h后，用20-30℃水淬的固溶处理过程；
(3)深冷处理：将固溶水淬后的铝合金放入-196℃液氮中深冷1-20h，随后恢复至室温；
(4)时效处理：将深冷后恢复至室温的铝合金放入165-195℃的温度下保温8-12h，最后取出空冷。
CN201810506330.6A 2018-05-24 2018-05-24 一种Al-Mg-Si系变形铝合金及其强韧化处理方法 Active CN108796313B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810506330.6A CN108796313B (zh) 2018-05-24 2018-05-24 一种Al-Mg-Si系变形铝合金及其强韧化处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810506330.6A CN108796313B (zh) 2018-05-24 2018-05-24 一种Al-Mg-Si系变形铝合金及其强韧化处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108796313A CN108796313A (zh) 2018-11-13
CN108796313B true CN108796313B (zh) 2020-03-24

Family

ID=64091590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810506330.6A Active CN108796313B (zh) 2018-05-24 2018-05-24 一种Al-Mg-Si系变形铝合金及其强韧化处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108796313B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111020251B (zh) * 2019-12-20 2020-12-08 营口忠旺铝业有限公司 一种高强6系铝合金型材生产工艺
CN112030084A (zh) * 2020-09-07 2020-12-04 贵州工程应用技术学院 一种提升5083 Al-Mg合金力学性能的方法
CN112680587A (zh) * 2020-11-12 2021-04-20 淮阴工学院 一种铝镁合金焊丝硬度提高方法
CN112962038B (zh) * 2021-01-29 2022-03-04 山东省科学院新材料研究所 一种铝、镁铸态合金的热处理强化工艺及其应用
CN113373333B (zh) * 2021-05-27 2022-03-11 湖南瀚德微创医疗科技有限公司 一种低弹高强铝合金变幅杆及其制备方法
CN115141989A (zh) * 2022-06-17 2022-10-04 中国航发北京航空材料研究院 一种提高激光选区熔化AlSi10Mg合金强度的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103031470A (zh) * 2012-12-13 2013-04-10 湖南晟通科技集团有限公司 一种铝合金、该铝合金的铸造方法及用其挤压型材的方法
CN106350708A (zh) * 2016-08-31 2017-01-25 无锡海特铝业有限公司 高强度无粗晶环汽车控制臂用铝合金棒材及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008115413A (ja) * 2006-11-01 2008-05-22 Honda Motor Co Ltd 耐熱性に優れた高強度・高靭性アルミニウム合金およびその製造方法
SE534693C2 (sv) * 2009-05-14 2011-11-22 Sapa Heat Transfer Ab Lodpläterad aluminiumplåt med hög hållfasthet och utmärkta korrosionsegenskaper

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103031470A (zh) * 2012-12-13 2013-04-10 湖南晟通科技集团有限公司 一种铝合金、该铝合金的铸造方法及用其挤压型材的方法
CN106350708A (zh) * 2016-08-31 2017-01-25 无锡海特铝业有限公司 高强度无粗晶环汽车控制臂用铝合金棒材及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108796313A (zh) 2018-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108796313B (zh) 一种Al-Mg-Si系变形铝合金及其强韧化处理方法
US11851739B2 (en) High-strength magnesium alloy profile, preparation process therefor and use thereof
CN102321858B (zh) Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金的热处理工艺
CN106591632A (zh) 一种改善铝锂合金综合性能的热处理工艺
CN108330419B (zh) 一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金板材的热变形及其稳定化工艺
CN105200359B (zh) 降低喷射成形7000系铝合金产品应力的热处理方法
WO2018132134A1 (en) Calcium-bearing magnesium and rare earth element alloy and method for manufacturing the same
CN109161780B (zh) 一种提高FeCrNiAl基高熵合金加工性能的方法
CN102337434B (zh) 高强高韧Al-Mg-Si-Cu变形铝合金及其制备方法
RU2610657C1 (ru) Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него
CN107937842B (zh) 一种Al-Zn-Mg-Cu铝合金的热处理方法
CN109457198B (zh) 一种超高强度耐蚀低应力的铝合金材料及其制备方法
CN108103372A (zh) Al-Zn-Mg-Cu-Mn-Er-Zr铝合金三级时效工艺
CN112538581A (zh) 一种1400MPa级低成本高强钛合金
CN109735750A (zh) 一种高强耐蚀的Al-Zn-Mg-Cu-Er-Zr合金及其制备工艺
CN108504973B (zh) 一种舰船用Al-Mg-Si合金的热处理方法
EP1409759A1 (en) High strenght aluminum alloy
CN102433522A (zh) 一种用于a356合金的分级时效热处理方法
CN103834885A (zh) 一种提高铝合金板材塑性的热处理方法
CN103173702A (zh) 一种Al-Li-Cu-X系铝锂合金高温退火方法
CN108754371B (zh) 一种细化近α高温钛合金晶粒的制备方法
CN114150195B (zh) 一种高性能稀土镁锂合金板材及其制备方法
CN116287931A (zh) 一种显著提高VCoNi中熵合金强度及硬度的方法
CN103233191B (zh) 一种提高变形镁合金强度的热处理工艺
CN105568190A (zh) Al-5.6Zn-2.1Mg-1.2Cu-0.1Zr-0.1Er合金双级时效工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200227

Address after: 223700 No. 210, Taihu Road, Siyang Economic Development Zone, Suqian, Jiangsu

Applicant after: SIYANG MINGYUXING PRECISION MACHINERY Co.,Ltd.

Address before: Zhenjiang City, Jiangsu Province, 212013 Jingkou District Road No. 301

Applicant before: JIANGSU University

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant