一种用于罐体的铝镁合金及其制造方法技术

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
一种用于罐体的铝镁合金及其制造方法


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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
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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。
[0005]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
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Mg合金，以用于罐车的生产。
[0006]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：
[0007]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％
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0.6％，Mn4.7
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5.5％，Zn≤0.1％，Ti＜0.1％，Zr0.05
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0.15％，镧系元素≤0.05％，Na≤0.0005％，Be0.0005％
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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
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470℃，时间为12
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24h，对铸锭进行热粗轧和热精轧，终轧温度为330
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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
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350MPa、屈服强度≥125MPa、伸长率≥26％的铝镁合金。
[0008]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
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0.3％，Cu＜0.2％，Mn 0.6
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1.3％，Mg 2.3
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3.0％，Cr 0.06
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0.12％，Zn＜0.1％，Ti 0.015
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0.025％，Zr 0.04
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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
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310℃，可以获得H32态的力学性能，以确保
抗拉强度为250
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305MPa，屈服强度为大于等于180MPa，延伸率为大于8％。
[0009]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。
[0010]基于此，针对现有技术中的缺陷与不足，本专利技术期望获得一种用于罐体的铝镁合金及其制造方法，本专利技术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。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的之一在于提供一种用于罐体的铝镁合金，本专利技术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
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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。
[0012]为了实现上述目的，本专利技术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：
[0013]Mn：0.2
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0.5％，Mg：5.6
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6.0％，Cr：0.02
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0.10％，Ti：0.015
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0.025％，Zr：0.03
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0.18％，Zn≤0.1％，Si≤0.15％，Fe≤0.25％，Cu≤0.2％。
[0014]进一步地，在本专利技术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：
[0015]Mn：0.2
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0.5％，Mg：5.6
‑
6.0％，Cr：0.02
‑
0.10％，Ti：0.015
‑
0.025％，Zr：0.03
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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。
[0016]在本专利技术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：
[0017]Mn、Cr、Zr：在本专利技术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。
[0018]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，在本专利技术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
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0.5％之间。
[0019]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，造成铸造成品率低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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
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0.5％，Mg：5.6
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6.0％，Cr：0.02
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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...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊涛，曾渝，刘莹颖，杨庚辰，杨兵，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：