【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金，尤其涉及一种高强耐蚀铝镁硅钪锆合金及制备方法。
技术介绍
1、轻量化设计是制造业的未来，一方面可以减少碳排放，促进节能减排，另一方面可以实现更好的组件性能。在航空航天、交通运输行业最为常见，也推动建筑行业、可再生能源以及电气和电子产品制造领域的创新，降低了运输和能源成本。轻量化材料主要包括铝合金、镁合金和钛合金，铝合金因为其密度小、比强度高、耐蚀性好，是航空航天、交通运输及其他高端设备制造行业成为最受认可的材料之一。
2、6xxx系铝合金作为中强度可热处理强化的铝合金，主要含有铝、镁、硅三种元素，具有良好的成型性及耐蚀性，其综合性能表现优异，因此已作为结构件广泛应用于航空航天、交通运输领域。然而现有的6xxx系铝合金强度偏低，很难预测结构件在载荷、环境多变的服役期间的寿命时间。在之前的研究中发现，在传统6xxx系铝合金的基础上适当提高合金中的mg、si含量可以促合金中强化相的析出，从而提高合金强度，但当mg、si含量过高时，合金的耐蚀性会下降。稀土元素sc是当前提高铝合金综合性能最有效的元素，在合金中添加适量的sc后，sc与al基体形成的具有l12型结构的al3sc粒子可以显著细化合金晶粒、提高合金强度和耐蚀性。
3、然而单一元素的微合金化只能有限提高合金性能，复合微合金化则能很大程度的改善合金综合性能。在铝合金中复合添加微量sc、zr元素，将会生成具有壳核结构的al3(sc,zr)质点，此类质点在合金中分布十分均匀且具有较好的耐粗化性和热稳定性。因此，在铝镁硅合金中复合添加sc、z
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种高强耐蚀铝镁硅钪锆合金及制备方法，通过调整主元素含量及工艺的控制，获得兼具优良力学性能和耐腐蚀性能的铝镁硅钪锆合金板材，从而更好的应用在高速列车车体中。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
3、其一，本专利技术提供一种高强耐蚀铝镁硅钪锆合金，按质量百分数计，包括：mg：1～2wt.％，si：1～2wt.％，sc：0.08～0.12wt.％，zr：0.08～0.12wt.％、其余组分为al和不可避免的杂质。
4、进一步地，所述合金中mg：si质量比为1～2。
5、其一，本专利技术提供一种高强耐蚀铝镁硅钪锆合金的制备方法，包括如下步骤：
6、(1)按照铝合金成分中各元素的质量百分比称取纯铝、纯镁、al-20si、al-2sc和al-10zr；
7、(2)用氧化锌涂料将模具和坩埚内表面涂抹均匀，并放入干燥箱中干燥；
8、(3)将经步骤(2)处理后的坩埚置750～760℃炉内加热，待坩埚红热时加入纯铝，待纯铝完全熔化后，依次加入al-20si、al-2sc、al-10zr和纯镁；
9、(4)待所有金属熔化后，将金属溶液温度降至735～745℃，通ar气至金属液面以下，除气3～5min后静置10～15min；
10、(5)待炉内金属溶液温度降至720℃，浇铸至模具中，待金属溶液凝固后迅速放入水中冷却，得到铸锭；
11、(6)将步骤(5)得到的铸锭放入马弗炉中进行均匀化处理，在520℃下保温12h，取出放入水中进行冷却；
12、(7)均匀化后的铸锭经铣面、冷轧、固溶热处理和时效处理后，得到高强耐蚀铝镁硅钪锆合金。
13、进一步地，在所述步骤(1)中，配比原材料时要去除纯铝、纯镁、al-20si、al-2sc和al-10zr表面的氧化层，再分割成块。
14、进一步地，在所述步骤(1)中，按照铝合金成分中各元素的质量百分比称取原料后，对原料进行预热，预热温度是200℃。
15、进一步地，在步骤(3)中，纯镁、al-20si、al-2sc和al-10zr需用铝箔纸包裹后再加入，在添加纯镁时将其压入金属液液面以下。
16、进一步地，在步骤(4)中，待所有金属熔化后，将金属溶液搅拌均匀并且除去液面的浮渣。
17、进一步地，在步骤(7)中，冷轧加工的总变形量为70～80％。
18、进一步地，在步骤(7)中，固溶热处理为在560℃保温2h。
19、进一步地，在步骤(7)中，时效处理为在180℃保温2～4h。
20、本专利技术的有益效果是：
21、在6xxx系铝合金中，mg和si形成的mg2si相是合金中主要的强化相，而传统6xxx系铝合金中mg、si元素含量较低，其力学性能并不突出，因此本专利技术通过提高合金中mg、si元素的含量及mg：si质量比，并复合添加微量元素sc、zr，通过一系列变形加工及热处理工艺等获得兼具优良力学性能和耐腐蚀性能的铝镁硅钪锆合金板材，从而更好的应用于轨道交通、航空航天等领域。
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1.一种高强耐蚀铝镁硅钪锆合金，其特征在于：按质量百分数计，包括：Mg：1～2wt.％，Si：1～2wt.％，Sc：0.08～0.12wt.％，Zr：0.08～0.12wt.％、其余组分为Al和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高强耐蚀铝镁硅钪锆合金，其特征在于：所述合金中Mg：Si质量比为1～2。
3.一种根据权利要求1或2所述的高强耐蚀铝镁硅钪锆合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的高强耐蚀铝镁硅钪锆合金的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，配比原材料时要去除纯铝、纯镁、Al-20Si、Al-2Sc和Al-10Zr表面的氧化层，再分割成块。
5.根据权利要求3所述的高强耐蚀铝镁硅钪锆合金的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，按照铝合金成分中各元素的质量百分比称取原料后，对原料进行预热，预热温度是200℃。
6.根据权利要求3所述的高强耐蚀铝镁硅钪锆合金的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，纯镁、Al-20Si、Al-2Sc和Al-10Zr需用铝箔纸包裹后再加入，在添
7.根据权利要求3所述的高强耐蚀铝镁硅钪锆合金的制备方法，其特征在于：在步骤(4)中，待所有金属熔化后，将金属溶液搅拌均匀并且除去液面的浮渣。
8.根据权利要求3所述的高强耐蚀铝镁硅钪锆合金的制备方法，其特征在于：在步骤(7)中，冷轧加工的总变形量为70～80％。
9.根据权利要求3所述的高强耐蚀铝镁硅钪锆合金的制备方法，其特征在于：在步骤(7)中，固溶热处理为在560℃保温2h。
10.根据权利要求3所述的高强耐蚀铝镁硅钪锆合金的制备方法，其特征在于：在步骤(7)中，时效处理为在180℃保温2～4h。
...【技术特征摘要】
1.一种高强耐蚀铝镁硅钪锆合金，其特征在于：按质量百分数计，包括：mg：1～2wt.％，si：1～2wt.％，sc：0.08～0.12wt.％，zr：0.08～0.12wt.％、其余组分为al和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高强耐蚀铝镁硅钪锆合金，其特征在于：所述合金中mg：si质量比为1～2。
3.一种根据权利要求1或2所述的高强耐蚀铝镁硅钪锆合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的高强耐蚀铝镁硅钪锆合金的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，配比原材料时要去除纯铝、纯镁、al-20si、al-2sc和al-10zr表面的氧化层，再分割成块。
5.根据权利要求3所述的高强耐蚀铝镁硅钪锆合金的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，按照铝合金成分中各元素的质量百分比称取原料后，对原料进行预...
【专利技术属性】
技术研发人员：李梦佳，陈翠云，史运嘉，庄旭明，李凯迪，关绍康，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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