[發明專利]一種Al-Mg-Mn-Er-Zr合金熱變形及穩定化退火工藝及材料

在審

• 申請號: 201910087452.0
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109680192A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 聶祚仁;梁岳瑩;黃暉;高坤元;文勝平;吳曉藍;李紅梅;魏午;郭驍
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C22F1/047
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種Al?Mg?Mn?Er?Zr合金熱變形及穩定化退火工藝及材料，屬于金屬材料技術領域。Mg，5.5％?6.5％；Mn，0.7％?1.1％；Er，0.02％?0.3％；Zr，0.02％?0.2％；Fe＜0.4；Si＜0.4；Cu＜0.1；Zn＜0.2余量為Al；將鑄錠在250℃?300℃熱變形后進行穩定化退火，退火溫度為280～320℃。該工藝下制備的板材具有良好的拉伸性能，同時改善了合金的耐腐蝕性能。

技術領域

本發明涉及一種含Er，Zr微合金元素，Mg含量在5.5wt.％-6.5wt.％的高鎂鋁合金熱變形及穩定化退火板材，屬于金屬材料技術領域。

背景技術

5xxx系鋁合金具有較低的密度，良好的加工、焊接、力學以及耐腐蝕性能，尤其適用于一些處于腐蝕環境下使用的結構體。因而廣泛應用于航空航天、航海、船舶等領域。而且傳統的Al-Mg系合金屬于熱處理不可強化合金，主要通過固溶強化、加工硬化和微合金化的手段來提高該系合金的綜合性能。

在5xxx系鋁合金中添加微量稀土元素能夠顯著改善合金的微觀組織結構，從而提升鋁合金的強韌性、耐腐蝕和疲勞等綜合性能。大量研究表明，微合金元素Er的添加不僅能夠顯著改善合金的綜合性能，還能夠降低合金的材料成本。

鋁鎂合金中當Mg元素含量高于3.5％時，過飽和的Mg原子會在基體中析出，容易在晶界處及第二相粒子周圍形成連續的網狀β相(Al₃Mg₂)，造成合金的耐腐蝕性能惡化。通過穩定化退火工藝，可以使材料內部形成較多的亞晶組織，從而獲得屈服強度、延伸率和耐腐蝕性能良好的含Er高鎂鋁合金板材。因此，研究高鎂鋁合金熱變形及穩定化退火板材對生產工藝具有重要意義。

發明內容

本發明目的在于提供一種適用于含Er，Zr微合金元素，Mg含量在5.5wt.％-6.5wt.％的高鎂鋁合金熱變形及穩定化退火板材的制備工藝。由于微合金化形成的第二相粒子對位錯、晶界和亞晶界具有釘扎作用，可以有效提高合金的再結晶溫度，因此提高穩定化退火溫度可以在縮短退火時間的同時獲得力學和耐腐蝕性能良好的含Er高鎂鋁合金板材，為工業化生產提供了可靠的依據。

本發明提供一種適用于含Er、Zr微合金元素，Mg含量在5.5wt.％-6.5wt.％的高鎂鋁合金熱變形及穩定化退火板材的制備工藝，包括以下步驟：

所要制備的合金成分為(質量百分比)：Mg，5.5％-6.5％；Mn，0.7％-1.1％；Er，0.02％-0.3％；Zr，0.02％-0.2％；Fe＜0.4；Si＜0.4；Cu＜0.1；Zn＜0.2余量為Al；將鑄錠在250℃-300℃熱變形后進行穩定化退火，退火溫度為280～320℃。

進一步優選在280～320℃保溫1-2小時。

本發明的有益效果：

本發明對鑄錠在250℃以上熱變形后進行280～320℃穩定化退火，該工藝下制備的板材具有良好的拉伸性能，同時改善了合金的耐腐蝕性能。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步說明，但本發明并不限于以下實施例。

實施例1(即對比例)：

將Al-Mg-Mn-Er-Zr合金鑄錠進行在250℃以上進行熱變形。合金成分采用X射線熒光(XRF)進行分析，具體成分如表1所示。

表1實驗合金實際成分(wt.％)

實施例2：