專利名稱：一種含Er鋁鎂合金板材的溫變形強化工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有色金屬技術領域，具體涉及含Er鋁鎂合金板材的溫變形強化工藝。
背景技術：
文獻調查結果表明，鋁合金作為一種傳統的輕質結構材料以其高比強、高韌和較好的耐蝕性等優(yōu)點而廣泛應用于交通、建材、航空、航天等民用及軍工領域，在國民經濟和國防建設中具有不可替代的重要作用。由于Al-Mg系鋁合金不能進行熱處理強化，主要通過固溶強化和應變強化提高Al-Mg系合金的強度。Al-Mg系鋁合金中增大Mg的含量是固溶強化的一種主要方式，同時鋁合金中Mg含量的增加會提高應變強化的效果。向Al-Mg系合金中添加適當的微量元素，可以在合金基體中產生細小的彌散析出相，從而實現第二相強化。應變強化的主要方式是冷加工變形，但這種應變強化方法，會在材料中引入大量位錯， 這些位錯主要以自由位錯、位錯纏繞及位錯胞的形式存在，從而導致Al-Mg系合金的強度對溫度比較敏感，甚至在室溫出現強度衰減。而傳統的熱加工變形，其應變強化效果并不明顯。因此，通過微合金化，在基體中析出細小彌散的第二相粒子，再通過控制變形溫度、變形量以及軋制速度，利用合金與變形設備接觸產生的溫降，可以在材料內部形成一種相對穩(wěn)定的位錯組態(tài)，即小尺度的亞結構，從而獲得一種抗拉強度、屈服強度和延伸率良好，強度相對穩(wěn)定，耐蝕的含Er鋁鎂合金板材，非常有意義。但是目前國內對于含Er鋁鎂合金板材的溫變形強化工藝鮮有報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于含Er鋁鎂合金板材的溫變形強化工藝。通過微合金化，向合金中添加Er，使其在基體中形成彌散的Al3Er粒子，利用其對位錯的釘扎作用，同時控制變形溫度、變形量以及軋制速度，并利用變形過程中合金與變形設備接觸過程中的溫降，在材料內部獲得一種較穩(wěn)定的位錯組態(tài)，從而獲得一種具有較高強度、良好塑性、強度相對穩(wěn)定及耐蝕的含Er鋁鎂合金板材。本發(fā)明所提供的含Er鋁鎂合金板材的溫變形強化工藝方法，該含Er鋁合金板材質量百分含量為 Mg，5. 8-6. 8% ；Μη,Ο. 4-0. 8% ；Zr,0. 1-0. 2% ；Er,0. 1-0. 4% ；不可避免雜質< 0. 5%，余量為Al，其特征在于，包括以下步驟1)對于該含Er鋁鎂合金板材，進行400°C / 保溫，給成品板預留下30-50%的變形量，將鋁板在400°C熱軋到相應的厚度。2)對步驟1)獲得的含Er鋁鎂合金板，在250 350°C下保溫2h，并在保溫溫度下進行單道次變形，變形量為30-50%，軋制速度為0. 08-0. 25!!^1,最后將其空冷至室溫。其中優(yōu)選350°C下保溫池，在350°C下進行單道次變形量為50%的變形，軋制速度為0. Hms—1，
最后空冷至室溫。本發(fā)明通過稀土元素Er的添加，在基體中析出細小彌散的Al3Er粒子，然后通過控制變形溫度、變形量、軋制速度等因素，采用單道次變形，利用變形過程中合金和變形設備接觸產生的正常溫降來控制變形過程中的動態(tài)回復和再結晶過程，從而在材料內部形成一種位錯密度相對較低、尺寸較細小、相對穩(wěn)定的的亞晶結構。由于該材料中位錯密度較低，自由位錯數量較少，再加上Al3Er粒子對位錯的釘扎作用，因此材料強度也比較穩(wěn)定。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明所提供的溫變形強化工藝具有高應變速率、單道次大變形量、低變形抗力等特點，而且處理得到的含Er鋁鎂合金板材，具有較高強度，良好的塑性，耐蝕等優(yōu)勢。通過透射組織觀察發(fā)現材料中位錯主要以一種相對穩(wěn)定的亞晶結構的形式存在，基體中出現細小彌散的Al3Er粒子，它對位錯以及亞晶界具有釘扎作用。從硬度-退火溫度曲線變化趨勢來看，該工藝下含Er鋁鎂合金板的強度相對穩(wěn)定。


圖1350°C /2h保溫、350°C單道次變形、變形量為50%的含Er鋁合金板內部位錯組態(tài)。位錯主要以亞晶的形式存在，亞晶內位錯密度較低。圖2350°C / 保溫、350°C單道次變形、變形量為50%的含Er鋁合金板內部析出細小彌散的Al3Er粒子，該粒子具有釘扎位錯和阻礙亞晶長大的作用。圖3溫變形強化工藝處理過的合金試樣硬度-退火溫度曲線，反映硬度與退火溫度之間的關系。
具體實施例方式實施例11)對于質量百分含量為Mg，6. 0% ；Μη,Ο. 43% ；Zr，0. 16% ；Er，0. 31% ；不可避免雜質彡0. 5%，余量為Al厚度為20mm的含Er鋁合金板材，進行400°C /2h保溫，將鋁板在 400 °C熱軋到8mm。2)對步驟1)獲得的含Er鋁鎂合金板，進行250°C /2h保溫，在250°C下單道次變形至4mm，變形量為50%，軋制速度為0. 17ms—1，空冷至室溫。按金屬材料室溫拉伸試驗方法(GB228-2002)，進行拉伸性能測試，數據列于表1。按晶間腐蝕標準(GBT7998-2005)進行晶間腐蝕試驗，晶間腐蝕深度及評級也列于表1。實施例21)對于質量百分含量為Mg，6. 0% ；Μη,Ο. 43% ；Zr，0. 16% ；Er，0. 31% ；不可避免雜質彡0. 5 %，余量為Al的厚度為20mm含Er鋁合金板材，進行400°C /2h保溫，將鋁板在 400 °C熱軋到8mm。2)對步驟1)獲得的含Er鋁鎂合金板，進行300°C /2h保溫，在300°C下單道次變形至4mm，變形量為50%，軋制速度為0. 17ms—1，空冷至室溫。按金屬材料室溫拉伸試驗方法(GB228-2002)，進行拉伸性能測試，數據列于表1。按晶間腐蝕標準(GBT7998-2005)進行晶間腐蝕試驗，晶間腐蝕深度及評級也列于表1。實施例31)對于質量百分含量為:Mg,6. 0% ；Μη,Ο. 43% ；Zr，0. 16% ；Er，0. 31% ；不可避免雜質彡0. 5%，余量為Al的厚度為20mm的含Er鋁合金板材，進行400°C /2h保溫，將鋁板在400°C熱軋到8mm。
2)對步驟1)獲得的含Er鋁鎂合金板，進行350°C /2h保溫，在350°C下單道次變形至4mm，變形量為50%，軋制速度為0. 17ms—1，空冷至室溫。按金屬材料室溫拉伸試驗方法(GB228-2002)，進行拉伸性能測試，數據列于表1。按晶間腐蝕標準(GBT7998-2005)進行晶間腐蝕試驗，晶間腐蝕深度及評級也列于表1。實施例41)對于質量百分含量為Mg，6. 0% ；Μη,Ο. 43% ；Zr，0. 16% ；Er，0. 31% ；不可避免雜質彡0. 5%，余量為Al的厚度為20mm的含Er鋁合金板材，進行400°C /2h保溫，將鋁板在400 °C熱軋至6. 7mm左右。2)對步驟1)獲得的含Er鋁鎂合金板，進行350°C /2h保溫，在350°C下單道次變形至4mm，變形量約為40%，軋制速度為0. 17ms—1，空冷至室溫。按金屬材料室溫拉伸試驗方法(GB228-2002)，進行拉伸性能測試，數據列于表1。按晶間腐蝕標準(GBT7998-2005)進行晶間腐蝕試驗，晶間腐蝕深度及評級也列于表1。實施例51)對于質量百分含量為:Mg,6. 0% ；Μη,Ο. 43% ；Zr，0. 16% ；Er，0. 31% ；不可避免雜質彡0. 5%，余量為Al的厚度為20mm的含Er鋁合金板材，進行400°C /2h保溫，將鋁板在400°C熱軋到5. 7mm左右。2)對步驟1)獲得的含Er鋁鎂合金板，進行350°C /2h保溫，在350°C下單道次變形至4mm，變形量約為30%，軋制速度為0. 17ms—1，空冷至室溫。按金屬材料室溫拉伸試驗方法(GB228-2002)，進行拉伸性能測試，數據列于表1。按晶間腐蝕標準(GBT7998-2005)進行晶間腐蝕試驗，晶間腐蝕深度及評級也列于表1。表1各狀態(tài)試樣拉伸性能及晶間腐蝕性能
權利要求
1.一種含Er鋁鎂合金板材的溫變形強化工藝方法，該含Er鋁合金板材質量百分含量為 Mg，5. 8-6. 8% ；Μη,Ο. 4-0. 8% ；Zr,0. 1-0. 2% ；Er,0. 1-0. 4% ；不可避免雜質≤ 0. 5%，余量為Al，其特征在于，包括以下步驟(1)對于該含Er鋁鎂合金板材，進行400°C/2h保溫，給成品板預留下30-50%的變形量，將鋁板在400°C熱軋到相應的厚度；(2)對步驟(1)獲得的含Er鋁鎂合金板，在250 350°C下保溫池，并在保溫溫度下進行單道次變形，變形量為30-50%，軋制速度為0. 08-0. 25!!^1,最后將其空冷至室溫。
2.按照權利要求1的方法，其特征在于，步驟O)中在350°C下保溫池，在350°C下進行單道次變形量為50%的變形，軋制速度為0. 17ms—1，最后空冷至室溫。
全文摘要
一種含Er鋁鎂合金板材的溫變形強化工藝，屬于有色金屬技術領域。對于Mg，5.8-6.8％；Mn，0.4-0.8％；Zr，0.1-0.2％；Er，0.1-0.4％；不可避免雜質≤0.5％，余量為Al的含Er鋁鎂合金板材，進行400℃/2h保溫，給成品板預留下30-50％的變形量，將鋁板在400℃熱軋到相應的厚度；然后在250～350℃下保溫2h，并在保溫溫度下進行單道次變形，變形量為30-50％，軋制速度為0.08-0.25ms-1，最后將其空冷至室溫。本發(fā)明具有高應變速率、單道次大變形量、低變形抗力等特點，處理得到的含Er鋁鎂合金板材，具有較高強度，良好的塑性及耐蝕性。
文檔編號C22C21/06GK102534322SQ20121000350
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權日2012年1月6日
發(fā)明者文勝平, 武長陽, 王為, 聶祚仁, 高坤元, 黃暉 申請人:北京工業(yè)大學