一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金板材的热变形及其稳定化工艺制造技术

一种Al‑Mg‑Mn‑Er‑Zr合金板材的热变形及其稳定化工艺，属有色金属合金领域，对Mg5.5％‑6.5％；Mn0.7％‑1.1％；Er0.1％‑0.3％；Zr0.02％‑0.12％；Fe＜0.4；Si＜0.4；Cu＜0.1；Zn＜0.2，余量为Al及杂质的铸锭进行双级均匀化热处理后进行热轧，热轧工艺为在250‑350℃下加热并进行道次变形，轧制速度为0.1‑0.3ms‑1。将所得热轧板在240‑300℃下进行稳定化退火4‑48h。本发明专利技术所得合金具有较高的强度和较好的长期耐腐蚀性能及较长时间的力学稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金板材的热变形及其稳定化工艺
本专利技术涉及一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金板材的热变形及其稳定化工艺，属于有色金属合金
技术背景5xxx系铝合金由于其良好的耐腐蚀性而广泛的应用于交通与运输等领域，随着经济的发展，人们对铝合金的强度提出了更高的要求。但是该合金热处理不可强化，主要通过固溶强化、加工硬化和微合金化的手段来提高该系合金的综合性能，使用状态为冷变形态或退火态等。提高Mg的含量可以提高铝合金的强度；通过加入Er、Zr等元素与基体复合形成弥散的耐高温的第二相粒子，可以提高合金的强度和再结晶温度。当合金中Mg含量高于3.5％时，过饱和的Mg原子会在基体中析出，容易形成连续的网状β相(Al3Mg2)，合金在室温长期使用时有发生晶间腐蚀的倾向。传统的冷轧加稳定化工艺较为繁琐，且延伸率有所下降，冷轧时容易出现裂纹等缺陷，而传统的热轧工艺对材料强度的提升并不明显，且没有检验材料的长期耐腐蚀性能。因此，通过微合金化使基体析出细小的弥散相，再通过控制轧制温度与轧制速度，配合稳定化退火工艺，可以使材料内部形成较多的亚晶组织，从而获得屈服强度、延伸率和长期耐腐蚀性能良好的含Er高镁铝合金板材，目前国内对含Er高镁铝合金板材热变形及稳定化退火的工艺鲜有介绍。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种适用于高镁的Al-Mg-Mn-Er-Zr合金板材的热变形及其稳定化工艺，通过微合金化使基体析出细小的弥散相，再通过控制轧制温度与轧制速度，配合稳定化退火工艺，可以使材料内部形成较多的亚晶组织，从而获得屈服强度、延伸率和长期耐腐蚀性能良好的含Er高镁铝合金板材。本专利技术提供的Al-Mg-Mn-Er-Zr合金板材的热变形及其稳定化工艺，包括以下步骤：(1)对Mg，5.5％-6.5％；Mn，0.7％-1.1％；Er，0.1％-0.3％；Zr，0.02％-0.12％；Fe＜0.4；Si＜0.4；Cu＜0.1；Zn＜0.2，余量为Al及不可避免杂质的铝镁合金(上述为质量百分比含量)的铸锭进行280±10℃/10h保温，再升至450±10℃保温24h的双级均匀化退火后热轧，热轧工艺为在250-350℃下加热并进行道次变形，轧制速度为0.1-0.3ms-1，空冷至室温；；(2)经步骤(1)道次变形后的热轧板在240-300℃下进行稳定化退火，退火时间为4-48h。空冷至室温。本专利技术的有益效果：通过复合添加Er、Zr和均匀化形成弥散细小的第二相，提高了合金的强度和再结晶终了温度，通过控制轧制温度、轧制速度，配合稳定化退火工艺，形成了较多且稳定的亚晶组织，避免了β相的连续析出，从而获得屈服强度、延伸率和长期耐腐蚀性能良好的含Er高镁铝合金板材。附图说明图1实施例3合金组织中析出的Al3Er相图2实施例3中在合金晶界处断续析出的β相。具体实施方式以下内容为结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术不限于以下实施例。表1合金热变形板材稳定化退火后拉伸性能表2合金热变形板材稳定化退火后腐蚀性能表3对比例合金热变形板材拉伸性能表4对比例合金热变形板材腐蚀性能实施例1：1)对质量百分含量：Mg，5.9％；Mn，0.84％；Er，0.2％；Zr，0.09％；Fe＜0.4；Si＜0.4；Cu＜0.1；Zn＜0.2，余量为Al及不可避免杂质的铝镁合金，对铸锭进行280℃/10h保温，再升至450℃保温24h的双级均匀化退火后，在250℃下保温2h，并在保温温度下进行道次变形，道次压下量为30％，轧制速度为0.1ms-1，空冷至室温。2)对经步骤1)所得热轧板在240℃下进行稳定化退火，退火时间为48h。空冷至室温。对稳定化后的板材进行拉伸性能测试，并按照美国标准ASTMG66与ASTMG67对合金敏化(100℃/7天)前后的晶间腐蚀及剥落腐蚀进行测试。拉伸性能见表1，腐蚀性能见表2。对比例1：1)对质量百分含量：Mg，5.9％；Mn，0.84％；Er，0.2％；Zr，0.09％；Fe＜0.4；Si＜0.4；Cu＜0.1；Zn＜0.2，余量为Al及不可避免杂质的铝镁合金，对铸锭进行280℃/10h保温，再升至450℃保温24h的双级均匀化退火后，在250℃下保温2h，并在保温温度下进行道次变形，道次压下量为30％，轧制速度为0.1ms-1，空冷至室温。2)对板材进行拉伸性能测试，并按照美国标准ASTMG66与ASTMG67对合金敏化(100℃/7天)前后的晶间腐蚀及剥落腐蚀进行测试。拉伸性能见表1，腐蚀性能见表2。实施例2：1)对质量百分含量：Mg，5.9％；Mn，0.84％；Er，0.2％；Zr，0.09％；Fe＜0.4；Si＜0.4；Cu＜0.1；Zn＜0.2，余量为Al及不可避免杂质的铝镁合金，对铸锭进行280℃/10h保温，再升至450℃保温24h的双级均匀化退火后，在300℃下保温2h，并在保温温度下进行道次变形，道次压下量为30％，轧制速度为0.1ms-1，空冷至室温。2)对经步骤1)所得热轧板在260℃下进行稳定化退火，退火时间为10h。空冷至室温。对稳定化后的板材进行拉伸性能测试，并按照美国标准ASTMG66与ASTMG67对合金敏化(100℃/7天)前后的晶间腐蚀及剥落腐蚀进行测试。拉伸性能见表1，腐蚀性能见表2。对比例2：1)对质量百分含量：Mg，5.9％；Mn，0.84％；Er，0.2％；Zr，0.09％；Fe＜0.4；Si＜0.4；Cu＜0.1；Zn＜0.2，余量为Al及不可避免杂质的铝镁合金，对铸锭进行280℃/10h保温，再升至450℃保温24h的双级均匀化退火后，在300℃下保温2h，并在保温温度下进行道次变形，道次压下量为30％，轧制速度为0.1ms-1，空冷至室温。2)对板材进行拉伸性能测试，并按照美国标准ASTMG66与ASTMG67对合金敏化(100℃/7天)前后的晶间腐蚀及剥落腐蚀进行测试。拉伸性能见表1，腐蚀性能见表2。实施例3：1)对质量百分含量：Mg，5.9％；Mn，0.84％；Er，0.2％；Zr，0.09％；Fe＜0.4；Si＜0.4；Cu＜0.1；Zn＜0.2，余量为Al及不可避免杂质的铝镁合金，对铸锭进行280℃/10h保温，再升至450℃保温24h的双级均匀化退火后，在350℃下保温2h，并在保温温度下进行道次变形，道次压下量为30％，轧制速度为0.1ms-1，空冷至室温。2)对经步骤1)所得热轧板在280℃下进行稳定化退火，退火时间为6h。空冷至室温。对稳定化后的板材进行拉伸性能测试，并按照美国标准ASTMG66与ASTMG67对合金敏化(100℃/7天)前后的晶间腐蚀及剥落腐蚀进行测试。拉伸性能见表1，腐蚀性能见表2。对比例3：1)对质量百分含量：Mg，5.9％；Mn，0.84％；Er，0.2％；Zr，0.09％；Fe＜0.4；Si＜0.4；Cu＜0.1；Zn＜0.2，余量为Al及不可避免杂质的铝镁合金，对铸锭进行280℃/10h保温，再升至450℃保温24h的双级均匀化退火后，在350℃下保温2h，并在保温温度下进行道次变形，道次压下量为30％，轧制速度为0.1ms-1，空冷至室温。2)对板材进行拉伸性能测试，并按照美国标准ASTMG66与ASTM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.Al‑Mg‑Mn‑Er‑Zr合金板材的热变形及其稳定化工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)对Mg，5.5％‑6.5％；Mn，0.7％‑1.1％；Er，0.1％‑0.3％；Zr，0.02％‑0.12％；Fe＜0.4；Si＜0.4；Cu＜0.1；Zn＜0.2，余量为Al及不可避免杂质的铝镁合金(上述为质量百分比含量)的铸锭进行280±10℃/10h保温，再升至450±10℃保温24h的双级均匀化退火后热轧，热轧工艺为在250‑350℃下加热并进行道次变形，轧制速度为0.1‑0.3ms‑1，空冷至室温；(2)经步骤(1)道次变形后的热轧板在240‑300℃下进行稳定化退火，退火时间为4‑48h；空冷至室温。

【技术特征摘要】
1.Al-Mg-Mn-Er-Zr合金板材的热变形及其稳定化工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)对Mg，5.5％-6.5％；Mn，0.7％-1.1％；Er，0.1％-0.3％；Zr，0.02％-0.12％；Fe＜0.4；Si＜0.4；Cu＜0.1；Zn＜0.2，余量为Al及不可避免杂质的铝镁合金(上述为质量百分比含量)的铸锭进行280±10℃/10h保温，再升至450±10℃保温24h的双级均匀化退火后热轧，热轧工艺为在250-350...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晖，谷鹏，聂祚仁，文胜平，高坤元，吴晓蓝，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11