CN109022929A - 一种高强度铝锰合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种高强度铝锰合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度铝锰合金材料，按照重量百分比计，包括以下物质成分：锰5～6％，锌1.5～2.5％，镁2～4％，铜0.8～1.5％，锶0.02～0.09％，钪0.05～0.1％，钛0.2～0.8％，钒0.05～0.15％，钴0.08～0.2％，锆0.5～1％，余量为铝和不可避免的杂质。本发明中的合金材料强度高、可塑性好。

Description

一种高强度铝锰合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及合金材料技术领域，特别是涉及一种高强度铝锰合金材料及其制备方法。
背景技术
高性能铝合金广泛地应用于航空及交通运输等领域，是一种重要的结构材料。随着科学技术的发展，对铝合金强度和韧性的要求日益提高，为保证铝合金材料使用的安全性，提高材料的塑性与韧性，通常是以降低材料的强度为代价。因此，在维持铝合金高强度的同时，提高材料的韧性，是铝合金研究领域的热点。
现有技术中，在锌含量较低的铝合金中添加锰，不仅细化晶粒、阻碍基体晶粒长大和再结晶，而且在不减弱铝合金塑性和韧性的情况下，能显著提高铝合金的强度；在锌含量较高的铝合金中添加锰，也能提高合金的强度，但材料的塑性和韧性较低。因此，如何控制合金材料中各元素的含量成为人们研究的方向。
为此，有必要针对上述问题，提出一种高强度铝锰合金材料及其制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度铝锰合金材料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高强度铝锰合金材料，按照重量百分比计，包括以下物质成分：锰5～6％，锌1.5～2.5％，镁2～4％，铜0.8～1.5％，锶0.02～0.09％，钪0.05～0.1％，钛0.2～0.8％，钒0.05～0.15％，钴0.08～0.2％，锆0.5～1％，余量为铝和不可避免的杂质。
优选的，按照重量百分比计，包括以下物质成分：锰5.2～5.8％，锌1.8～2.2％，镁2.5～3.5％，铜1.1～1.3％，锶0.05～0.08％，钪0.07～0.09％，钛0.4～0.6％，钒0.08～0.12％，钴0.1～0.16％，锆0.6～0.8％，余量为铝和不可避免的杂质。
优选的，按照重量百分比计，包括以下物质成分：锰5.5％，锌2％，镁3％，铜1.2％，锶0.065％，钪0.08％，钛0.5％，钒0.1％，钴0.13％，锆0.7％，余量为铝和不可避免的杂质。
本发明还提供一种高强度铝锰合金材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取以下重量百分比的物质成分：锰5～6％，锌1.5～2.5％，镁2～4％，铜0.8～1.5％，锶0.02～0.09％，钪0.05～0.1％，钛0.2～0.8％，钒0.05～0.15％，钴0.08～0.2％，锆0.5～1％，余量为铝，混合研磨均匀；
(2)将上述混合研磨后的原料加入到熔炼炉中熔炼、雾化，熔炼温度为750～780℃，雾化温度为800～850℃；
(3)将上述雾化后的原料真空热压，压力为400～500MPa，热压温度为450～500℃，并在此温度保温8～10h，于480～500℃的条件下挤压成棒材，得到铝锰合金材料。
优选的，步骤(2)中，雾化过程采用的雾化气体为氮气，压力为0.3～0.5MPa。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的合金材料强度高、可塑性好。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种高强度铝锰合金材料，按照重量百分比计，包括以下物质成分：锰5～6％，锌1.5～2.5％，镁2～4％，铜0.8～1.5％，锶0.02～0.09％，钪0.05～0.1％，钛0.2～0.8％，钒0.05～0.15％，钴0.08～0.2％，锆0.5～1％，余量为铝和不可避免的杂质。
本发明还公开一种高强度铝锰合金材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取以下重量百分比的物质成分：锰5～6％，锌1.5～2.5％，镁2～4％，铜0.8～1.5％，锶0.02～0.09％，钪0.05～0.1％，钛0.2～0.8％，钒0.05～0.15％，钴0.08～0.2％，锆0.5～1％，余量为铝，混合研磨均匀；
(2)将上述混合研磨后的原料加入到熔炼炉中熔炼、雾化，熔炼温度为750～780℃，雾化温度为800～850℃；
(3)将上述雾化后的原料真空热压，压力为400～500MPa，热压温度为450～500℃，并在此温度保温8～10h，于480～500℃的条件下挤压成棒材，得到铝锰合金材料。
下述以具体地实施例进行说明，以制备本发明中的高强度铝锰合金材料。
实施例1
按照重量百分比计，包括以下物质成分：锰5％，锌1.5％，镁2％，铜0.8％，锶0.02％，钪0.05％，钛0.2％，钒0.05％，钴0.08％，锆0.5％，余量为铝和不可避免的杂质。
所述高强度铝锰合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)称取以下重量百分比的物质成分：锰5％，锌1.5％，镁2％，铜0.8％，锶0.02％，钪0.05％，钛0.2％，钒0.05％，钴0.08％，锆0.5％，余量为铝，混合研磨均匀；
(2)将上述混合研磨后的原料加入到熔炼炉中熔炼、雾化，熔炼温度为750℃，雾化温度为800℃；
(3)将上述雾化后的原料真空热压，压力为400MPa，热压温度为450℃，并在此温度保温8h，于480℃的条件下挤压成棒材，得到铝锰合金材料。
实施例2
按照重量百分比计，包括以下物质成分：锰5.2％，锌1.8％，镁2.5％，铜1.1％，锶0.05％，钪0.07％，钛0.4％，钒0.08％，钴0.1％，锆0.6％，余量为铝和不可避免的杂质。
所述高强度铝锰合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)称取以下重量百分比的物质成分：锰5.2％，锌1.8％，镁2.5％，铜1.1％，锶0.05％，钪0.07％，钛0.4％，钒0.08％，钴0.1％，锆0.6％，余量为铝，混合研磨均匀；
(2)将上述混合研磨后的原料加入到熔炼炉中熔炼、雾化，熔炼温度为765℃，雾化温度为825℃；
(3)将上述雾化后的原料真空热压，压力为450MPa，热压温度为475℃，并在此温度保温9h，于490℃的条件下挤压成棒材，得到铝锰合金材料。
实施例3
按照重量百分比计，包括以下物质成分：锰5.5％，锌2％，镁3％，铜1.2％，锶0.065％，钪0.08％，钛0.5％，钒0.1％，钴0.13％，锆0.7％，余量为铝和不可避免的杂质。
所述高强度铝锰合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)称取以下重量百分比的物质成分：锰5.5％，锌2％，镁3％，铜1.2％，锶0.065％，钪0.08％，钛0.5％，钒0.1％，钴0.13％，锆0.7％，余量为铝，混合研磨均匀；
(2)将上述混合研磨后的原料加入到熔炼炉中熔炼、雾化，熔炼温度为765℃，雾化温度为825℃；
(3)将上述雾化后的原料真空热压，压力为450MPa，热压温度为475℃，并在此温度保温9h，于490℃的条件下挤压成棒材，得到铝锰合金材料。
实施例4
按照重量百分比计，包括以下物质成分：锰5.8％，锌2.2％，镁3.5％，铜1.3％，锶0.08％，钪0.09％，钛0.6％，钒0.12％，钴0.16％，锆0.8％，余量为铝和不可避免的杂质。
所述高强度铝锰合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)称取以下重量百分比的物质成分：锰5.8％，锌2.2％，镁3.5％，铜1.3％，锶0.08％，钪0.09％，钛0.6％，钒0.12％，钴0.16％，锆0.8％，余量为铝，混合研磨均匀；
(2)将上述混合研磨后的原料加入到熔炼炉中熔炼、雾化，熔炼温度为765℃，雾化温度为825℃；
(3)将上述雾化后的原料真空热压，压力为450MPa，热压温度为475℃，并在此温度保温9h，于490℃的条件下挤压成棒材，得到铝锰合金材料。
实施例5
按照重量百分比计，包括以下物质成分：锰6％，锌2.5％，镁4％，铜1.5％，锶0.09％，钪0.1％，钛0.8％，钒0.15％，钴0.2％，锆1％，余量为铝和不可避免的杂质。
所述高强度铝锰合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)称取以下重量百分比的物质成分：锰6％，锌2.5％，镁4％，铜1.5％，锶0.09％，钪0.1％，钛0.8％，钒0.15％，钴0.2％，锆1％，余量为铝，混合研磨均匀；
(2)将上述混合研磨后的原料加入到熔炼炉中熔炼、雾化，熔炼温度为780℃，雾化温度为850℃；
(3)将上述雾化后的原料真空热压，压力为500MPa，热压温度为500℃，并在此温度保温10h，于500℃的条件下挤压成棒材，得到铝锰合金材料。
上述实施例1～5中的铝锰合金材料具有较高的抗拉强度和屈服强度，其钎焊后的抗拉强度可达到165MPa，屈服强度达到58MPa左右，且具有良好的可塑性。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (5)

1.一种高强度铝锰合金材料，其特征在于，按照重量百分比计，包括以下物质成分：锰5～6％，锌1.5～2.5％，镁2～4％，铜0.8～1.5％，锶0.02～0.09％，钪0.05～0.1％，钛0.2～0.8％，钒0.05～0.15％，钴0.08～0.2％，锆0.5～1％，余量为铝和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高强度铝锰合金材料，其特征在于，按照重量百分比计，包括以下物质成分：锰5.2～5.8％，锌1.8～2.2％，镁2.5～3.5％，铜1.1～1.3％，锶0.05～0.08％，钪0.07～0.09％，钛0.4～0.6％，钒0.08～0.12％，钴0.1～0.16％，锆0.6～0.8％，余量为铝和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的高强度铝锰合金材料，其特征在于，按照重量百分比计，包括以下物质成分：锰5.5％，锌2％，镁3％，铜1.2％，锶0.065％，钪0.08％，钛0.5％，钒0.1％，钴0.13％，锆0.7％，余量为铝和不可避免的杂质。
4.一种根据权利要求1所述的高强度铝锰合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取以下重量百分比的物质成分：锰5～6％，锌1.5～2.5％，镁2～4％，铜0.8～1.5％，锶0.02～0.09％，钪0.05～0.1％，钛0.2～0.8％，钒0.05～0.15％，钴0.08～0.2％，锆0.5～1％，余量为铝，混合研磨均匀；
(2)将上述混合研磨后的原料加入到熔炼炉中熔炼、雾化，熔炼温度为750～780℃，雾化温度为800～850℃；
(3)将上述雾化后的原料真空热压，压力为400～500MPa，热压温度为450～500℃，并在此温度保温8～10h，于480～500℃的条件下挤压成棒材，得到铝锰合金材料。
5.根据权利要求4所述的高强度铝锰合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，雾化过程采用的雾化气体为氮气，压力为0.3～0.5MPa。
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