CN115710659A - 一种用于罐体的铝镁合金及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于罐体的铝镁合金，其含有Al和不可避免的杂质，还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：Mn：0.2‑0.5％，Mg：5.6‑6.0％，Cr：0.02‑0.10％，Ti：0.015‑0.025％，Zr：0.03‑0.18％，Zn≤0.1％，Si≤0.15％，Fe≤0.25％，Cu≤0.2％。相应地，本发明还公开了上述铝镁合金的制造方法，其包括步骤：(1)熔炼和精炼；(2)除气除杂；(3)在线细化；(4)加热：控制升温速度为20‑40℃/h，并且在460‑490℃下保温2‑12h后出炉；(5)热轧：控制卷取温度为320‑340℃，随后自然冷却。本发明所述的铝镁合金不仅具有较高的强度，还具有较优的延伸率，其可以用于生产罐车的罐体，并能够在确保罐体质量安全的前提下，实现罐体的轻量化，对罐车进行减重。

Description

一种用于罐体的铝镁合金及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种铝合金材料及其制造方法，尤其涉及一种铝镁合金及其制造方法。

背景技术

罐车主要分为油罐车和粉罐车，油罐车主要用于运输液化石油气、丙烯、环氧乙烷等危化品，粉罐车主要用于运输粉煤灰、水泥、沥青等，无论是油罐车还是粉罐车，它们的应用均十分广泛。

近年来，为了响应国家号召，降低车辆能耗，减少环境污染，诸多汽车企业均开始采用铝合金作为重要的轻量化材料生产罐车的罐体，以对罐车进行减重，提高用户使用经济效益。

在实际应用过程中，罐车用铝合金材料主要采用的是5182、5083铝合金板材。其中，5182铝合金的抗拉强度为280～350MPa，屈服强度≥125MPa，延伸率≥26％；5083铝合金的抗拉强度为290-370MPa，屈服强度≥145Mpa，延伸率≥17％。虽然，5182铝合金的延伸率能够满足用户的极限使用要求，但其强度略低；而5083铝合金的抗拉强度和屈服强度略高，但其延伸率较低。

目前，迫于能源、环保及安全要求，罐车生产厂家要求铝合金厂家生产供应的5182、5083铝合金处于强度范围区间的上限，且延伸率需要远超出产品标准要求，这就需要一种高强度、高延伸率的Al-Mg合金，以用于罐车的生产。

在现有技术中，已有部分研究人员针对铝镁合金进行了相关研究，并取得了一定的研究成果：

例如：公开号为CN104313414A，公开日为2015年1月28日，名称为“铝镁合金及其板材的制备方法”的中国专利文献，公开了一种铝镁合金及其板材的制备方法，其合金按照以下重量百分比：Fe＜0.3％，Si＜0.2％，Cu＜0.1％，Mn0.3％-0.6％，Mn4.7-5.5％，Zn≤0.1％，Ti＜0.1％，Zr0.05-0.15％，镧系元素≤0.05％，Na≤0.0005％，Be0.0005％-0.003％，其余单个杂质≤0.05％，其余杂质合金≤0.15％，余量为铝，配料后，熔铸成铸锭，锯切、铣面后，加热铸锭温度在450-470℃，时间为12-24h，对铸锭进行热粗轧和热精轧，终轧温度为330-350℃，将板材卷曲后自然冷却，获得高强度、延伸率高、热稳定性好的合金。在该技术方案中，主要通过镧系稀土元素与Zr的复核作用钉扎晶界作用、延长加热时间获得性能在抗拉强度280-350MPa、屈服强度≥125MPa、伸长率≥26％的铝镁合金。

又例如：公开号为CN107299263A，公开日为2017年10月27日，名称为“一种用于制造罐体的铝镁合金及其制备方法”的中国专利文献，公开了一种用于制造罐体的铝镁合金及其制备方法，该铝镁合金由以下成分组成：Si≤0.15％，Fe 0.1-0.3％，Cu＜0.2％，Mn0.6-1.3％，Mg 2.3-3.0％，Cr 0.06-0.12％，Zn＜0.1％，Ti 0.015-0.025％，Zr 0.04-0.18％，其它杂质单个≤0.05％，总量≤0.15％，余量为Al。在该实施方式中，通过添加Mn、Cr、Zr元素的增加，将热轧终轧温度提高到290-310℃，可以获得H32态的力学性能，以确保抗拉强度为250-305MPa，屈服强度为大于等于180MPa，延伸率为大于8％。

参阅上述现有专利文献，并结合目前诸多改进方案，我们不难发现，现有铝镁合金的研究中，针对罐车用途研究，获得的产品性能仍然无法达到高强延伸率级别。而如何通过调配主合金元素、微量合金元素以及工艺参数，在满足终端用户对其高性能追求的同时，确保产品的合格率，仍然是罐车用铝合金的开发目标。

基于此，针对现有技术中的缺陷与不足，本发明期望获得一种用于罐体的铝镁合金及其制造方法，本发明为解决罐车用铝合金产品的高强度和高延伸率的综合匹配性能，通过合理优化主合金元素、微量合金元素成分及配比，控制加热参数及热轧卷取温度，可以获得表面质量、强度、延伸率均满足罐车使用要求的铝镁合金产品。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种用于罐体的铝镁合金，本发明通过合理的化学成分设计并配合优化制造工艺可以获得表面质量、强度、延伸率均满足罐车使用用途的铝镁合金，该铝镁合金的抗拉强度为340-400MPa、屈服强度≥180MPa，延伸率≥26％，其可以用于生产罐车的罐体，并能够在确保罐体质量安全的前提下，实现罐体的轻量化，对罐车进行减重。

为了实现上述目的，本发明提出了一种用于罐体的铝镁合金，其含有Al和不可避免的杂质，还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：

Mn：0.2-0.5％，Mg：5.6-6.0％，Cr：0.02-0.10％，Ti：0.015-0.025％，Zr：0.03-0.18％，Zn≤0.1％，Si≤0.15％，Fe≤0.25％，Cu≤0.2％。

进一步地，在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，其各化学元素质量百分含量为：

Mn：0.2-0.5％，Mg：5.6-6.0％，Cr：0.02-0.10％，Ti：0.015-0.025％，Zr：0.03-0.18％，Zn≤0.1％，Si≤0.15％，Fe≤0.25％，Cu≤0.2％；余量为Al和不可避免的杂质。

在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，各化学元素的设计原理如下所述：

Mn、Cr、Zr：在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，Mn、Cr、Zr元素均是铝镁合金中的微量元素，这些微量元素均可以通过形成弥散化合物，钉扎晶界，抑制晶界长大，从而起到强化作用；尤其地，钉扎作用可在焊接过程中抑制热影响区的晶粒长大，故也可以提高铝镁合金的焊后强度。

但需要说明的是，铝镁合金中不宜添加过量的Mn元素，过量的Mn易于形成毫米级尺寸的含Mn析出相，与基体不共格，不但无法起到强化作用，反而易于成为应力作用下的裂纹源，从而降低合金的延伸率。因此，在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，考虑到Mn元素含量对铝镁合金性能的影响，将Mn元素的质量百分含量控制在0.2-0.5％之间。

相应地，合金中也不宜添加过量的Cr元素，Cr元素含量过高会造成铝熔体粘度增大，造成铸造成品率低；同时过高含量的Cr元素也会形成粗大的含Cr化合物，其与基体不共格，易于成为裂纹源，从而降低合金的延伸率。因此，在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，将Cr元素的质量百分含量控制在0.02-0.10％之间。

此外，需要注意的是，Zr元素与Al元素配合形成的Al₃Zr，虽然能够与基体共格，且尺寸较小；但是Zr元素在铝熔体中会发生包晶反应，容易引起铝熔体粘度过大。因此，仍需严格控制合金中Zr元素的含量，为确保铝镁合金的性能，在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，将Zr元素的质量百分含量控制在0.03-0.18％之间。

当然，在某些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，还可以进一步地将Zr元素的质量百分含量优选控制在0.09-0.12％之间。

Mg：在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，Mg元素可以起到固溶强化的作用，提高合金的强度及延伸率。因此，在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，可以控制Mg元素的质量百分含量为5.6-6.0％。

此外，从工业化的角度考虑，将Mg元素的质量百分含量控制在5.6-6.0％之间，还可以确保大规格工业化铝镁合金扁锭的顺利铸造及热轧过程中相对较低的变形抗力。

Ti：在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，Ti可以起到细化铸造晶粒的作用，Ti与Mn、Cr元素联合添加，可以显著的降低提高再结晶温度。为了确保Ti元素所起到的细化晶粒的作用，铝镁合金中Ti元素的含量不宜过低。因此，在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，将Ti元素的质量百分含量控制在0.015-0.025％之间。

Zn：在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，Zn元素一方面可与Mg形成MgZn₂，起到强化作用，另一方面也能够改变β(Mg₂Al₃)相在晶界的分布，可提高合金的抗应力腐蚀性能。但需要注意的是，镁铝合金中Zn元素含量不宜过高，当Zn元素含量过多时，会显著降低合金的耐腐蚀性能。因此，在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，可以将Zn元素的质量百分含量控制为Zn≤0.1％。

Cu：在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，Cu元素是微量元素，添加适量的Cu元素可以起到固溶强化的作用。但需要注意的是，合金中Cu元素的含量不宜过高，当合金中Cu元素含量过高时，会以S(Al₂CuMg)及Al₇Cu₂Fe的形式存在，增加焊机裂纹倾向。因此，在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，可以将Cu元素的质量百分含量控制为Cu≤0.2％。

Fe、Si：在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，Fe、Si元素均属于铝镁合金中的杂质元素，当Fe、Si元素含量较高时，会降低合金的延伸率。因此，在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，可以将Fe、Si元素的质量百分含量控制为：Fe≤0.25％；Si≤0.15％。

进一步地，在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，其满足Mn+Cr+Fe≤0.6％，式中各化学元素均代入对应的质量百分含量。

在上述技术方案中，在控制单一化学元素质量百分含量的同时，还可以进一步地控制Mn、Cr、Fe三种元素满足：Mn+Cr+Fe≤0.6％。上式中，各化学元素均代入对应的质量百分含量。

在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，Mn、Cr、Fe元素可共同与Al作用形成富含Mn、Cr或Fe的化合物，该化合物同样与基体不共格，也容易成为裂纹断裂源，会降低铝镁合金的延伸率。因此，在本发明中，可以进一步地控制Mn、Cr、Fe的质量百分含量，要求满足Mn+Cr+Fe≤0.6％。

进一步地，在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，在不可避免的杂质中，单个杂质元素的质量百分含量≤0.05％，总含量≤0.15％。

进一步地，在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，Zr的质量百分含量为：0.09-0.12％。

进一步地，在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，抗拉强度为340-400MPa、屈服强度≥180MPa，延伸率≥26％。

相应地，本发明的另一目的在于提供一种上述铝镁合金的制造方法，该制造方法生产简单，所获得的铝镁合金不仅具有较高的强度，还具有较优的延伸率，其抗拉强度为340-400MPa、屈服强度≥180MPa，延伸率≥26％，可以用于生产罐车的罐体，并能够在确保罐体质量安全的前提下，实现罐体的轻量化，对罐车进行减重。

为了实现上述目的，本发明提出了上述的铝镁合金的制造方法，其包括步骤：

(1)熔炼和精炼；

(2)除气除杂；

(3)在线细化；

(4)加热：控制升温速度为20-40℃/h，并且在460-490℃下保温2-12h后出炉；

(5)热轧：控制卷取温度为320-340℃，随后自然冷却。

在本发明中，为解决罐车用铝合金产品的高强度和高延伸率的综合匹配性能，发明人通过对主合金元素、微量合金元素成分及配比的合理优化，并配合优化控制加热参数及热轧卷取温度，可以获得表面质量、强度、延伸率均满足罐车使用要求的铝镁合金产品。

在本发明上述制造方法的步骤(4)中，铣面后将铸锭升温到460-490℃后，保温2-12h后出炉，可以有效消除铸态组织中的低熔点共晶相，提高合金的热加工性能。另一方面是本发明中Mg含量较高，温度高于490℃或保温较长时间会导致铸锭表面的Mg氧化发黑严重，在热轧过程中产生较重的铝粉，导致产品表面发黑发暗，不利于产品的表面质量；而在温度低于460℃时，则温度过低，回溶不充分，导致材料的强度偏低。

此外，在步骤(4)中，控制加热升温速率在20-40℃/h之间，是由于Al₃Mg₂相的共晶温度在450℃，将升温速率控制在20-40℃/h之间可以确保Al₃Mg₂相在升温过程中完全回溶，以防止发生过烧，防止热轧轧制开裂及最终产品报废。

另外，在步骤(4)中，需要控制保温2-12h后出炉，保温2h是确保铸锭内外温度均匀，顺利进行后续的热加工变形；保温不超过12h同样是为了避免Mg元素在长时间保温后Mg氧化程度加剧，造成产品表面发黑发暗。

相应地，在本发明所述制造方法的步骤(5)中，需要将卷取温度控制在320-340℃之间，控制卷取温度高于320℃是为了获得完全退火态产品，其延伸率较高，通过自然冷却获得自退火的效果，而无需进行专门的退火处理；而卷取温度高于340℃时，热轧表面在轧制过程中容易出现粘伤，且卷取冷却过程铝卷层与层之间的会严重粘伤造成铝卷报废。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(1)中，控制熔炼温度为720-750℃。

在本发明上述技术方案中，在步骤(1)中，熔炼操作可以采用熔炼炉进行，在某些优选的实施方式中，可以将配制好的铝镁合金原料置于熔炼炉中熔炼，并控制熔炼温度为720-750℃；而后再将完全熔炼后的铝镁合金熔体倒入精炼炉中进行精炼，可以控制精炼温度为720-740℃，精炼时间为30-40min，精炼后的铝合金熔体在710-740℃静置30-60min。

当然，在某些更优选的技术方案中，可以进一步地优选控制精炼后的铝镁合金熔体在720-730℃之间静置30-60min。

需要说明的是，在步骤(1)中，合金原料熔炼过程中可以进行搅拌、扒渣；相应地，铝镁合金熔体精炼过程中也可以进行搅拌、扒渣。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(1)中，控制精炼温度为720-740℃，精炼时间为30-40min，精炼后的铝镁合金熔体在710-740℃静置30-60min。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(2)中，向铝镁合金熔体中通入高纯惰性气体并搅拌，以除去熔体中的杂质气体及部分渣，然后采用过滤板过滤熔体。

在上述技术方案中，向铝镁合金熔体中通入的高纯惰性气体可以为氩气。铝镁合金熔体中可以通入高纯氩气并搅拌，以除去熔体中的杂质气体及部分渣，然后可以采用孔径≥40ppi的泡沫陶瓷过滤板过滤熔体。在某些实施方式中，过滤时的过滤温度可以控制为720℃。

相较于现有技术，本发明所述的用于罐体的铝镁合金及其制造方法具有如下所述的优点以及有益效果：

在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，采用了合理的化学成分设计，其通过调控主合金元素Mg的含量，可以提高固溶强化的作用，从而有效提高强度指标；同时协同调控Mn、Cr、Zr元素的含量以及杂质元素含量，可以降低粗大的含Mn相，减少裂纹断裂源，进而提高铝镁合金的延伸率。

相应地，本发明优化设计了制造工艺，其制造工艺简单，可在保证产品表面质量的情况下，以自退火的方式获得抗拉强度为340-400MPa，屈服强度≥180MPa，延伸率≥26％的铝镁合金，所制得的铝镁合金不仅具有较高的强度，还具有较优的延伸率，其可以用于生产罐车的罐体，并能够在确保罐体质量安全的前提下，实现罐体的轻量化，对罐车进行减重。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例对本发明所述的用于罐体的铝镁合金及其制造方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。

实施例1-6和对比例1-4

实施例1-6的铝镁合金板材均采用以下步骤制得：

(1)按照下述表1所示的化学成分采用熔炼炉进行熔炼，控制熔炼温度为720-750℃，搅拌后扒渣，取样化验，将将完全熔炼后的铝镁合金熔体倒入精炼炉中，并控制精炼炉中的精炼温度为720-740℃，控制精炼时间为30-40min，再次搅拌后取样化验，精炼扒渣后的铝镁合金熔体在710-740℃静置，优选控制在在720-730℃之间静置，静置30-60min。

(2)除气除杂：向铝镁合金熔体中通入高纯惰性气体并搅拌熔体，以除去熔体中的杂质气体及部分渣，然后采用过滤板过滤熔体。

(3)在线细化：将除气除杂后的铝镁合金熔体中加入铝钛硼丝进行在线细化，将在线细化后的铝镁合金熔体铸造为铝镁合金铸锭。

(4)加热：将铸造后的铝镁合金铸锭经锯切、铣面后，装入加热炉中，控制合金升温速度为20-40℃/h，并且在460-490℃下保温2-12h后出炉。

(5)将出炉的铝镁合金铸锭进行热轧，轧制厚度为4-12mm，得到铝镁合金热轧卷，控制卷取温度为320-340℃，随后自然冷却。

在本发明中，实施例1-6的铝镁合金板材的化学成分设计以及相关工艺均满足本发明设计规范要求。相应地，对比例1-4的对比合金板材虽然也采用上述工艺流程进行生产制造，但对比例1-4的化学成分设计或相关工艺均存在不满足本发明设计规范要求的参数。

表1列出了实施例1-6的铝镁合金板材和对比例1-4的对比合金板材的各化学元素的质量百分配比。

表1.(wt.％，余量为Al和除Fe和Si以外的其他不可避免的杂质)

注：上表中，“Mn+Cr+Fe”上述式子中的各个化学元素均分别表示对应元素的质量百分含量。

需要说明的是，在本发明中，实施例1-6的铝镁合金板材和对比例1-4的对比合金板材的单个杂质元素的质量百分含量均≤0.05％，其杂质元素的总含量均≤0.15％。

在本发明中，实施例1-6的铝镁合金板材和对比例1-4的对比合金板材的具体生产工艺操作如下所述：

实施例1

按表1所示的化学成分进行配料，其单个杂质元素的质量百分含量≤0.05％，总含量≤0.15％；将各组分投入熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度为745℃；搅拌后扒渣，取样化验，将熔体倒入精炼炉中在730℃下精炼35min，再次搅拌后取样化验，扒渣后在720℃下静置50min；向熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用≥40ppi泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃；向除气除杂后的铝镁合金熔体中加入铝钛硼丝进行在线细化，将在线细化后的铝镁合金熔体铸造为铝镁合金铸锭；将铸造后的铝镁合金铸锭经锯切、铣面后，装入加热炉中，控制铝镁合金铸锭的升温速度为20℃/h，并且在490℃下保温2h后出炉轧制。

将出炉的铝镁合金铸锭进行热轧，轧制厚度为4mm，得到铝镁合金热轧卷，控制卷取温度为330℃，随后自然冷却。

实施例2

按表1所示的化学成分进行配料，其单个杂质元素的质量百分含量≤0.05％，总含量≤0.15％；将各组分投入熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度为725℃；搅拌后扒渣，取样化验，将熔体倒入精炼炉中在735℃下精炼35min，再次搅拌后取样化验，扒渣后在720℃下静置30min；向熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用≥40ppi泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃；向除气除杂后的铝镁合金熔体中加入铝钛硼丝进行在线细化，将在线细化后的铝镁合金熔体铸造为铝镁合金铸锭；将铸造后的铝镁合金铸锭经锯切、铣面后，装入加热炉中，控制铝镁合金铸锭的升温速度为30℃/h，并且在460℃下保温4小时后出炉轧制。

将出炉的铝镁合金铸锭进行热轧，轧制厚度为6mm，得到铝镁合金热轧卷，控制卷取温度为320℃，随后自然冷却。

实施例3

按表1所示的化学成分进行配料，其单个杂质元素的质量百分含量≤0.05％，总含量≤0.15％；将各组分投入熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度为750℃；搅拌后扒渣，取样化验，将熔体倒入精炼炉中在740℃下精炼40min，再次搅拌后取样化验，扒渣后在710℃下静置40min；向熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用≥40ppi泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃；向除气除杂后的铝镁合金熔体中加入铝钛硼丝进行在线细化，将在线细化后的铝镁合金熔体铸造为铝镁合金铸锭；将铸造后的铝镁合金铸锭经锯切、铣面后，装入加热炉中，控制铝镁合金铸锭的升温速度为40℃/h，并且在490℃下保温12h后出炉轧制。

将出炉的铝镁合金铸锭进行热轧，轧制厚度为8mm，得到铝镁合金热轧卷，控制卷取温度为320℃，随后自然冷却。

实施例4

按表1所示的化学成分进行配料，其单个杂质元素的质量百分含量≤0.05％，总含量≤0.15％；将各组分投入熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度为750℃；搅拌后扒渣，取样化验，将熔体倒入精炼炉中在740℃下精炼40min，再次搅拌后取样化验，扒渣后在740℃下静置60min；向熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用≥40ppi泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃；向除气除杂后的铝镁合金熔体中加入铝钛硼丝进行在线细化，将在线细化后的铝镁合金熔体铸造为铝镁合金铸锭；将铸造后的铝镁合金铸锭经锯切、铣面后，装入加热炉中，控制铝镁合金铸锭的升温速度为35℃/h，并且在490℃下保温12h后出炉轧制。

将出炉的铝镁合金铸锭进行热轧，轧制厚度为10mm，得到铝镁合金热轧卷，控制卷取温度为320℃，随后自然冷却。

实施例5

按表1所示的化学成分进行配料，其单个杂质元素的质量百分含量≤0.05％，总含量≤.15％；将各组分投入熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度为720℃；搅拌后扒渣，取样化验，将熔体倒入精炼炉中在720℃下精炼30min，再次搅拌后取样化验，扒渣后在730℃下静置40min；向熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用≥40ppi泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃；向除气除杂后的铝镁合金熔体中加入铝钛硼丝进行在线细化，将在线细化后的铝镁合金熔体铸造为铝镁合金铸锭；将铸造后的铝镁合金铸锭经锯切、铣面后，装入加热炉中，控制铝镁合金铸锭的升温速度为25℃/h，并且在470℃下保温8h后出炉轧制。

将出炉的铝镁合金铸锭进行热轧，轧制厚度为12mm，得到铝镁合金热轧卷，控制卷取温度为340℃，随后自然冷却。

实施例6

按表1所示的化学成分进行配料，其单个杂质元素的质量百分含量≤0.05％，总含量≤0.15％；将各组分投入熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度为735℃；搅拌后扒渣，取样化验，将熔体倒入精炼炉中在725℃下精炼30min，再次搅拌后取样化验，扒渣后在725℃下静置50min；向熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用≥40ppi泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃；向除气除杂后的铝镁合金熔体中加入铝钛硼丝进行在线细化，将在线细化后的铝镁合金熔体铸造为铝镁合金铸锭；将铸造后的铝镁合金铸锭经锯切、铣面后，装入加热炉中，控制铝镁合金铸锭的升温速度为30℃/h，并且在480℃下保温6h后出炉轧制。

将出炉的铝镁合金铸锭进行热轧，轧制厚度为5.6mm，得到铝镁合金热轧卷，控制卷取温度为325℃，随后自然冷却。

对比例1

按表1所示的化学成分进行配料，其单个杂质元素的质量百分含量≤0.05％，总含量≤0.15％；将各组分投入熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度为730℃；搅拌后扒渣，取样化验，将熔体倒入精炼炉中在740℃下精炼30min，再次搅拌后取样化验，扒渣后在720℃下静置20min；向熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用≥40ppi泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃；向除气除杂后的合金熔体中加入铝钛硼丝进行在线细化，将在线细化后的合金熔体铸造为铸锭；将铸造后的铸锭经锯切、铣面后，装入加热炉中，控制铸锭的升温速度为20℃/h，并且在490℃下保温4h后出炉轧制。

将出炉的铸锭进行热轧，轧制厚度为5.6mm，得到对比合金热轧卷，控制卷取温度为320℃，随后自然冷却。

对比例2

按表1所示的化学成分进行配料，其单个杂质元素的质量百分含量≤0.05％，总含量≤0.15％；将各组分投入熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度为745℃；搅拌后扒渣，取样化验，将熔体倒入精炼炉中在720℃下精炼35min，再次搅拌后取样化验，扒渣后在720℃下静置40min；向熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用≥40ppi泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃；向除气除杂后的合金熔体中加入铝钛硼丝进行在线细化，将在线细化后的合金熔体铸造为铸锭；将铸造后的铸锭经锯切、铣面后，装入加热炉中，控制铸锭的升温速度为20℃/h，并且在440℃下保温10h后出炉轧制。

将出炉的铸锭进行热轧，轧制厚度为8mm，得到对比合金热轧卷，控制卷取温度为320℃，随后自然冷却。

对比例3

按表1所示的化学成分进行配料，其单个杂质元素的质量百分含量≤0.05％，总含量≤0.15％；将各组分投入熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度为725℃；搅拌后扒渣，取样化验，将熔体倒入精炼炉中在740℃下精炼30min，再次搅拌后取样化验，扒渣后在720℃下静置50min；向熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用≥40ppi泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃；向除气除杂后的合金熔体中加入铝钛硼丝进行在线细化，将在线细化后的合金熔体铸造为铸锭；将铸造后的铸锭经锯切、铣面后，装入加热炉中，控制铸锭的升温速度为50℃/h，并且在480℃下保温4h后出炉轧制。

将出炉的铸锭进行热轧，轧制厚度为7mm，得到对比合金热轧卷，控制卷取温度为322℃，随后自然冷却。

对比例4

按表1所示的化学成分进行配料，其单个杂质元素的质量百分含量≤0.05％，总含量≤0.15％；将各组分投入熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度为735℃；搅拌后扒渣，取样化验，将熔体倒入精炼炉中在725℃下精炼40min，再次搅拌后取样化验，扒渣后在720℃下静置30min；向熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用≥40ppi泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃；向除气除杂后的合金熔体中加入铝钛硼丝进行在线细化，将在线细化后的合金熔体铸造为铸锭；将铸造后的铸锭经锯切、铣面后，装入加热炉中，控制铸锭的升温速度为40℃/h，并且在470℃下保温4h后出炉轧制。

将出炉的铸锭进行热轧，轧制厚度为6mm，得到对比合金热轧卷，控制卷取温度为300℃，随后自然冷却。

表2列出了实施例1-6的铝镁合金板材和对比例1-4的对比合金板材在上述工艺步骤中的具体工艺参数。

表2.

结合上述表1和表2可以看出，在本发明中，对比例1-对比例3的对比合金板材的化学元素成分设计以及相关工艺均存在不满足本发明设计方案的参数。对比例4的化学元素成分设计虽然满足要求，但其卷取温度不满足本发明设计方案。

相应地，将得到的实施例1-6的镁铝合金板材分别取样，并对对比例1、对比例2、对比例3和对比例4的对比合金板材进行取样，获得对应实施例和对比例板材的样品，对各实施例和对比例钢板的样品进行性检测，以得到各实施例和对比例板材的性能。

在本发明中，可以对实施例1-6高强度矿用链条钢和对比例1、对比例2、对比例3和对比例4的对比合金板材分别进行拉伸试验，并将各实施例和对比例钢材的测试试验结果列于表3中。

相关拉伸试验的具体检测手段，如下所述：

拉伸试验：采用GB/T 16865矩形标准试样定标距试样P001型号样品进行测试，取样方向平行于轧制方向，按GB/T 228.1室温拉伸方法进行试验。

表3列出了实施例1-6的镁铝合金板材和对比例1、对比例2、对比例3和对比例4的对比合金板材的测试试验结果。

表3.

从表3中可以看出，本发明所述实施例1-6的镁铝合金板材具有综合性能优异，其不仅具有较高的强度，还具有较高的延伸率。本案实施例1-6的镁铝合金板材的屈服强度在180-210MPa之间，抗拉强度均在340-400MPa之间，延伸率A在26.9-30％之间。

相应地，参阅表3可以看出，本发明所述的实施例1-6的镁铝合金板材的综合性能明显优于对比例1-4的对比合金板材。其中，对比例1的对比合金板材虽然具有较优的延伸率，但其强度不足，难以满足要求；对比例2在制造过程中，铝镁合金铸锭出现底部裂纹，质量明显不佳；对比例3和对比例4的对比合金板材虽然具有较高的强度，但其延伸率不佳，无法满足需求。

综上所述可以看出，在本发明所述的用于罐体的铝镁合金中，采用了合理的化学成分设计并优化设计了制造工艺，其制造工艺简单，可在保证产品表面质量的情况下，以自退火的方式获得抗拉强度为340-400MPa，屈服强度≥180MPa，延伸率≥26％的铝镁合金，所制得的铝镁合金不仅具有较高的强度，还具有较优的延伸率，其可以用于生产罐车的罐体，并能够在确保罐体质量安全的前提下，实现罐体的轻量化，对罐车进行减重。

需要说明的是，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于罐体的铝镁合金，其含有Al和不可避免的杂质，其特征在于，还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：

Mn：0.2-0.5％，Mg：5.6-6.0％，Cr：0.02-0.10％，Ti：0.015-0.025％，Zr：0.03-0.18％，Zn≤0.1％，Si≤0.15％，Fe≤0.25％，Cu≤0.2％。

2.如权利要求1所述的用于罐体的铝镁合金，其特征在于，其各化学元素质量百分含量为：

Mn：0.2-0.5％，Mg：5.6-6.0％，Cr：0.02-0.10％，Ti：0.015-0.025％，Zr：0.03-0.18％，Zn≤0.1％，Si≤0.15％，Fe≤0.25％，Cu≤0.2％；余量为Al和不可避免的杂质。

3.如权利要求1或2所述的用于罐体的铝镁合金，其特征在于，其满足Mn+Cr+Fe≤0.6％。

4.如权利要求1或2所述的用于罐体的铝镁合金，其特征在于，在不可避免的杂质中，单个杂质元素的质量百分含量≤0.05％，总含量≤0.15％。

5.如权利要求1或2所述的用于罐体的铝镁合金，其特征在于，Zr的质量百分含量为：0.09-0.12％。

6.如权利要求1或2所述的用于罐体的铝镁合金，其特征在于，抗拉强度为340-400MPa、屈服强度≥180MPa，延伸率≥26％。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的铝镁合金的制造方法，其特征在于，其包括步骤：

(1)熔炼和精炼；

(2)除气除杂；

(3)在线细化；

(4)加热：控制升温速度为20-40℃/h，并且在460-490℃下保温2-12h后出炉；

(5)热轧：控制卷取温度为320-340℃，随后自然冷却。

8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在步骤(1)中，控制熔炼温度为720-750℃。

9.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在步骤(1)中，控制精炼温度为720-740℃，精炼时间为30-40min，精炼后的铝镁合金熔体在710-740℃静置30-60min。

10.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，向铝镁合金熔体中通入高纯惰性气体并搅拌，以除去熔体中的杂质气体及部分渣，然后采用过滤板过滤熔体。