一种大规格高强高韧板及其制备方法技术

一种大规格高强高韧板及其制备方法，它属于合金加工技术领域。本发明专利技术要解决现有高强铝合金板材存在强度与韧性相矛盾的问题。大规格高强高韧板由Mg、Cu、Mn、Fe、Si和余量Al组成；方法：一、铸锭制备；二、均匀化；三、轧制；四、固溶；五、预拉伸；六、时效。本发明专利技术用于大规格高强高韧板及其制备。韧板及其制备。韧板及其制备。

【技术实现步骤摘要】
一种大规格高强高韧板及其制备方法


[0001]本专利技术属于合金加工


技术介绍

[0002]铝合金在汽车、航空、航天及军事装备等领域均有应用，随着科技和经济的发展，各领域对铝合金的需求日益增加，也对铝合金的性能提出了越来越高的要求，对铝合金的研究也越发深入。
[0003]现有的Al
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Cu
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Mg合金板材生产工艺大都存在强度与韧性相矛盾的问题，在满足高强度的同时往往不能满足韧性要求，从而导致合金板材强度高，但是韧性太差；或者是抗拉强度与屈服强度之间不能同时达到较高水平，因此仍需对板材成分及生产工艺进行研究和改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决现有高强铝合金板材存在强度与韧性相矛盾的问题，进而提供一种大规格高强高韧板及其制备方法。
[0005]一种大规格高强高韧板，大规格高强高韧板按质量百分数由0.76％～1.3％的Mg、2.28％～5.2％的Cu、0.2％～0.57％的Mn、0.02％～0.04％的Fe、0.01％～0.03％的Si和余量Al组成，且Cu与Mg的质量比为(3～4):1。
[0006]一种大规格高强高韧板的制备方法，它是按以下步骤进行：
[0007]一、铸锭制备：
[0008]按质量百分数为0.76％～1.3％的Mg、2.28％～5.2％的Cu、0.2％～0.57％的Mn、0.02％～0.04％的Fe、0.01％～0.03％的Si和余量Al称取铝锭、镁锭、Al
‑
Cu合金、Al
‑
Mn合金、Al
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Fe合金及Al
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Si合金，然后称取铝钛硼晶粒细化剂，将称取的铝锭、镁锭、Al
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Cu合金、Al
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Mn合金、Al
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Fe合金、Al
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Si合金及铝钛硼晶粒细化剂依次进行熔炼、精炼、搅拌静置、除渣及铸造，得到Al
‑
Cu
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Mg铝合金铸锭；
[0009]所述的Cu与Mg的质量比为(3～4):1；
[0010]二、均匀化：
[0011]在铸锭温度为490℃～500℃的条件下，将Al
‑
Cu
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Mg铝合金铸锭进行均匀化处理20h～24h，然后出炉空冷至室温，最后铣面，得到均匀化铸锭；
[0012]三、轧制：
[0013]将均匀化铸锭进行加热处理，然后在金属温度为420℃～440℃、轧制总变形量为58％～64％、热轧5道次～10道次及每道次下压量为6％～12％的条件下进行轧制，得到合金板材；
[0014]四、固溶：
[0015]将合金板材进行切边处理，再加热至金属温度为500℃～510℃，在金属温度为500℃～510℃的条件下，保温1.5h～2h，最后出炉水淬，得到固溶合金板材；
[0016]五、预拉伸：
[0017]将固溶合金板材进行预拉伸处理，得到拉伸处理后的合金板材；
[0018]六、时效：
[0019]在金属温度为170℃～180℃的条件下，将拉伸处理后的合金板材时效处理11h～12h，得到大规格高强高韧板。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]一、本专利技术一种大规格高强高韧板材生产技术，厚度可达10mm～20mm，宽度可达800mm～2000mm，与普通2324铝合金相比，减少Fe、Si的含量从而起到细化晶粒、抑制再结晶及固溶强化等作用，在提高板材强度的同时，具备良好的拉伸性能。
[0022]二、本专利技术所制备的铝合金，其Cu/Mg值在3～4之间，有利于合金基体中S相的析出，从而提高了合金的室温力学性能。
[0023]三、通过热轧与预拉伸处理引入大量位错，为后续时效过程中析出相的提供形核位点。
[0024]四、本专利技术提供的一种大规格高强高韧板材生产技术，制得的Al
‑
Cu
‑
Mg合金板材的抗拉强度为504MPa～517MPa，屈服强度为395MPa～409MPa，延伸率为13.9％～14.7％，在保证高强度的同时，韧性和塑性优于一般的铝合金板材。
附图说明
[0025]图1为实施例一步骤一制备的Al
‑
Cu
‑
Mg铝合金铸锭的微观金相组织照片；
[0026]图2为实施例一步骤二制备的均匀化铸锭的微观组织照片；
[0027]图3为实施例一步骤四制备的固溶合金板材的SEM组织照片；
[0028]图4为实施例一制备的大规格高强高韧板的拉伸曲线图；
[0029]图5为实施例一制备的大规格高强高韧板的TEM照片。
具体实施方式
[0030]具体实施方式一：本实施方式一种大规格高强高韧板，大规格高强高韧板按质量百分数由0.76％～1.3％的Mg、2.28％～5.2％的Cu、0.2％～0.57％的Mn、0.02％～0.04％的Fe、0.01％～0.03％的Si和余量Al组成，且Cu与Mg的质量比为(3～4):1。
[0031]本实施方式的有益效果是：
[0032]一、本实施方式一种大规格高强高韧板材生产技术，厚度可达10mm～20mm，宽度可达800mm～2000mm，与普通2324铝合金相比，减少Fe、Si的含量从而起到细化晶粒、抑制再结晶及固溶强化等作用，在提高板材强度的同时，具备良好的拉伸性能。
[0033]二、本实施方式所制备的铝合金，其Cu/Mg值在3～4之间，有利于合金基体中S相的析出，从而提高了合金的室温力学性能。
[0034]三、通过热轧与预拉伸处理引入大量位错，为后续时效过程中析出相的提供形核位点。
[0035]四、本实施方式提供的一种大规格高强高韧板材生产技术，制得的Al
‑
Cu
‑
Mg合金板材的抗拉强度为504MPa～517MPa，屈服强度为395MPa～409MPa，延伸率为13.9％～14.7％，在保证高强度的同时，韧性和塑性优于一般的铝合金板材。
[0036]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的大规格高强高韧板中杂质的总质量百分数＜0.05％。其它与具体实施方式一相同。
[0037]具体实施方式三：本实施方式一种大规格高强高韧板的制备方法，它是按以下步骤进行：
[0038]一、铸锭制备：
[0039]按质量百分数为0.76％～1.3％的Mg、2.28％～5.2％的Cu、0.2％～0.57％的Mn、0.02％～0.04％的Fe、0.01％～0.03％的Si和余量Al称取铝锭、镁锭、Al
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Cu合金、Al
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Mn合金、Al
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Fe合金及Al
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Si合金，然后称取铝钛硼晶粒细化剂，将称取的铝锭、镁锭、Al
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Cu合金、Al
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大规格高强高韧板，其特征在于大规格高强高韧板按质量百分数由0.76％～1.3％的Mg、2.28％～5.2％的Cu、0.2％～0.57％的Mn、0.02％～0.04％的Fe、0.01％～0.03％的Si和余量Al组成，且Cu与Mg的质量比为(3～4):1。2.根据权利要求1所述的一种大规格高强高韧板，其特征在于所述的大规格高强高韧板中杂质的总质量百分数＜0.05％。3.如权利要求1所述的一种大规格高强高韧板的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行：一、铸锭制备：按质量百分数为0.76％～1.3％的Mg、2.28％～5.2％的Cu、0.2％～0.57％的Mn、0.02％～0.04％的Fe、0.01％～0.03％的Si和余量Al称取铝锭、镁锭、Al
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Cu合金、Al
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Mn合金、Al
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Fe合金及Al
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Si合金，然后称取铝钛硼晶粒细化剂，将称取的铝锭、镁锭、Al
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Cu合金、Al
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Mn合金、Al
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Fe合金、Al
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Si合金及铝钛硼晶粒细化剂依次进行熔炼、精炼、搅拌静置、除渣及铸造，得到Al
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Cu
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Mg铝合金铸锭；所述的Cu与Mg的质量比为(3～4):1；二、均匀化：在铸锭温度为490℃～500℃的条件下，将Al
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Cu
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Mg铝合金铸锭进行均匀化处理20h～24h，然后出炉空冷至室温，最后铣面，得到均匀化铸锭；三、轧制：将均匀化铸锭进行加热处理，然后在金属温度为420℃～440℃、轧制总变形量为58％～64％、热轧5道次～10道次及每道次下压量为6％～12％的条件下进行轧制，得到合金板材；四、固溶：将合金板材进行切边处理，再加热至金属温度为500℃～510℃，在金属温度为500℃～510℃的条件下，保温1.5h～2h，最后出炉水淬，得到固溶合金板材；五、预拉伸：将固溶合金板材进行预拉伸处理，得到拉伸处理后的合金板材；六、时效：在金属温度为170℃～180℃的条件下，将拉伸处理后的合金板材时效处理11h～12h，得到大规格高强高韧板。4.根据权利要求3所述的一种大规格高...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅宇东，付金来，李婷，从福官，孙斌，高卫红，魏斌，孙克强，杨雨茜，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：