[發(fā)明專利]一種含Er鋁鎂合金板材的溫變形強化工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210003503.5
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102534322A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶祚仁;武長陽;黃暉;王為;高坤元;文勝平
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: C22C21/06
• 分類號: C22C21/06;C22F1/047
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有色金屬技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及含Er鋁鎂合金板材的溫變形強化工藝。

背景技術(shù)

文獻調(diào)查結(jié)果表明，鋁合金作為一種傳統(tǒng)的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料以其高比強、高韌和較好的耐蝕性等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于交通、建材、航空、航天等民用及軍工領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中具有不可替代的重要作用。由于Al-Mg系鋁合金不能進行熱處理強化，主要通過固溶強化和應(yīng)變強化提高Al-Mg系合金的強度。Al-Mg系鋁合金中增大Mg的含量是固溶強化的一種主要方式，同時鋁合金中Mg含量的增加會提高應(yīng)變強化的效果。向Al-Mg系合金中添加適當?shù)奈⒘吭兀梢栽诤辖鸹w中產(chǎn)生細小的彌散析出相，從而實現(xiàn)第二相強化。應(yīng)變強化的主要方式是冷加工變形，但這種應(yīng)變強化方法，會在材料中引入大量位錯，這些位錯主要以自由位錯、位錯纏繞及位錯胞的形式存在，從而導致Al-Mg系合金的強度對溫度比較敏感，甚至在室溫出現(xiàn)強度衰減。而傳統(tǒng)的熱加工變形，其應(yīng)變強化效果并不明顯。因此，通過微合金化，在基體中析出細小彌散的第二相粒子，再通過控制變形溫度、變形量以及軋制速度，利用合金與變形設(shè)備接觸產(chǎn)生的溫降，可以在材料內(nèi)部形成一種相對穩(wěn)定的位錯組態(tài)，即小尺度的亞結(jié)構(gòu)，從而獲得一種抗拉強度、屈服強度和延伸率良好，強度相對穩(wěn)定，耐蝕的含Er鋁鎂合金板材，非常有意義。但是目前國內(nèi)對于含Er鋁鎂合金板材的溫變形強化工藝鮮有報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于含Er鋁鎂合金板材的溫變形強化工藝。通過微合金化，向合金中添加Er，使其在基體中形成彌散的Al₃Er粒子，利用其對位錯的釘扎作用，同時控制變形溫度、變形量以及軋制速度，并利用變形過程中合金與變形設(shè)備接觸過程中的溫降，在材料內(nèi)部獲得一種較穩(wěn)定的位錯組態(tài)，從而獲得一種具有較高強度、良好塑性、強度相對穩(wěn)定及耐蝕的含Er鋁鎂合金板材。

本發(fā)明所提供的含Er鋁鎂合金板材的溫變形強化工藝方法，該含Er鋁合金板材質(zhì)量百分含量為Mg，5.8-6.8％；Mn，0.4-0.8％；Zr，0.1-0.2％；Er，0.1-0.4％；不可避免雜質(zhì)≤0.5％，余量為Al，其特征在于，包括以下步驟：

1)對于該含Er鋁鎂合金板材，進行400℃/2h保溫，給成品板預(yù)留下30-50％的變形量，將鋁板在400℃熱軋到相應(yīng)的厚度。

2)對步驟1)獲得的含Er鋁鎂合金板，在250～350℃下保溫2h，并在保溫溫度下進行單道次變形，變形量為30-50％，軋制速度為0.08-0.25ms^-1，最后將其空冷至室溫。其中優(yōu)選350℃下保溫2h，在350℃下進行單道次變形量為50％的變形，軋制速度為0.17ms^-1，最后空冷至室溫。

本發(fā)明通過稀土元素Er的添加，在基體中析出細小彌散的Al₃Er粒子，然后通過控制變形溫度、變形量、軋制速度等因素，采用單道次變形，利用變形過程中合金和變形設(shè)備接觸產(chǎn)生的正常溫降來控制變形過程中的動態(tài)回復和再結(jié)晶過程，從而在材料內(nèi)部形成一種位錯密度相對較低、尺寸較細小、相對穩(wěn)定的的亞晶結(jié)構(gòu)。由于該材料中位錯密度較低，自由位錯數(shù)量較少，再加上Al₃Er粒子對位錯的釘扎作用，因此材料強度也比較穩(wěn)定。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明所提供的溫變形強化工藝具有高應(yīng)變速率、單道次大變形量、低變形抗力等特點，而且處理得到的含Er鋁鎂合金板材，具有較高強度，良好的塑性，耐蝕等優(yōu)勢。通過透射組織觀察發(fā)現(xiàn)材料中位錯主要以一種相對穩(wěn)定的亞晶結(jié)構(gòu)的形式存在，基體中出現(xiàn)細小彌散的Al₃Er粒子，它對位錯以及亞晶界具有釘扎作用。從硬度-退火溫度曲線變化趨勢來看，該工藝下含Er鋁鎂合金板的強度相對穩(wěn)定。

附圖說明

圖1350℃/2h保溫、350℃單道次變形、變形量為50％的含Er鋁合金板內(nèi)部位錯組態(tài)。位錯主要以亞晶的形式存在，亞晶內(nèi)位錯密度較低。

圖2350℃/2h保溫、350℃單道次變形、變形量為50％的含Er鋁合金板內(nèi)部析出細小彌散的Al₃Er粒子，該粒子具有釘扎位錯和阻礙亞晶長大的作用。

圖3溫變形強化工藝處理過的合金試樣硬度-退火溫度曲線，反映硬度與退火溫度之間的關(guān)系。

具體實施方式

實施例1