專利名稱：：一種Al-Mg-Zr-Er合金的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于有色金屬合金
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種Al-Mg-Zr-Er合金的熱處理方法。
背景技術(shù)：
：文獻(xiàn)調(diào)查結(jié)果表明，微合金化是近年來(lái)鋁合金中的一個(gè)研究熱點(diǎn)，稀土元素的添加可以細(xì)化晶粒，生成的金屬間化合物作為第二相，從而增加合金的強(qiáng)韌性，提高合金的力學(xué)性能。Al-Mg合金的強(qiáng)化機(jī)制主要是細(xì)晶強(qiáng)化、Mg原子的固溶強(qiáng)化和加工硬化等，上述強(qiáng)化機(jī)制在高溫下強(qiáng)化效果減弱，如細(xì)晶粒在較高溫度下會(huì)粗化；變形加工的位錯(cuò)在高溫下易于滑移，減弱了加工硬化效果。合金中缺乏有效的第二相強(qiáng)化，為熱處理不可強(qiáng)化合金。近年來(lái)對(duì)Er、Zr、Mn等在鋁合金中的作用已經(jīng)做了一定的研究，對(duì)于添加Mn等元素的Al-Mg合金的熱處理工藝而言，雖然Al6Mn相在尺寸較小時(shí)具有一定的強(qiáng)化效果，但是Al6Mn相在高溫下極易長(zhǎng)大，粗大的第二相又將導(dǎo)致合金的力學(xué)性能和耐腐蝕性能性能下降。傳統(tǒng)的均勻化工藝，其目的主要在于使成分均勻化和使過剩相溶解，對(duì)于添加了稀土元素的合金而言，由于均勻化退火過程中可以從過飽和固溶體中沉淀析出彌散的第二相，對(duì)合金的性能和后續(xù)加工產(chǎn)生重大的影響，而且這種強(qiáng)化相在高溫下具有纟艮好的穩(wěn)定性，因此，對(duì)于添加稀土元素具有沉淀強(qiáng)化的合金而言，退火處理改善第二相的沉淀析出也將變得尤為重要。但是關(guān)于Al-Mg-Zr-Er合金的熱處理方法的研究卻未見報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種Al-Mg-Zr-Er合金的熱處理方法，促進(jìn)Al3Er等強(qiáng)化相析出，對(duì)合金起到彌散強(qiáng)化的作用從而提高合金的力學(xué)性能，使合金變成熱處理強(qiáng)化合金，高溫下形成的穩(wěn)定的Al3Er強(qiáng)化相有助于提高鋁合金的耐熱性能。本發(fā)明所提供的一種Al-Mg-Zr-Er合金的熱處理方法，包括以下步驟1)在74076(TC下熔煉Al-Mg-Zr-Er合金，合金中Mg含量為4.7wt%，Er含量為0.3wt°/。，Zr含量為0.lwt%，雜質(zhì)含量《0.5%，余量為Al，各合金元素熔化后進(jìn)行攪拌,使溶體中各元素成份分布均勻，最后用半連續(xù)方法澆鑄合金，提高各合金元素的固溶度；2)對(duì)步驟1)所得合金進(jìn)行熱處理，將合金從室溫升溫至420~520°C，保溫6~18h，而后空冷。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟2)中將合金從室溫升溫至500°C,保溫10h，而后空冷。本發(fā)明采用半連續(xù)鑄造的方法制備合金，由于冷卻速度快，凝固組織為非平衡組織，鋁基體中存在過飽和固溶的Er元素，將含有過飽和固溶Er元素的鋁合金通過適當(dāng)熱處理(420~520°C)，可使得合金成分均勻化和過剩相溶解，同時(shí)在組織中均勻彌散析出第二相，利于后續(xù)加工和材料的最終性能。本發(fā)明具有以下有益效果采用本發(fā)明所提供的熱處理工藝，能夠使得Al3Er相，以及可能存在的Al3(Zr，Er)相在均勻化退火過程中均勻彌散析出(尤其在優(yōu)選的熱處理工藝下，這種強(qiáng)化相能更好的析出，使得析出密度和尺寸達(dá)到最佳)，同時(shí)使得成分均勻化和過剩相充分溶解，顯著提高合金力學(xué)性能的同時(shí)賦予合金良好的耐腐蝕性能。圖l、Al-Mg-Zr-Er合金鑄錠50(TC退火10h后的透射電鏡照片圖2、A1-Mg-Mn-Zr-Er合金鑄錠500°C退火lOh后的透射電鏡照片圖3、圖l中析出的第二相粒子的復(fù)合衍射圖譜以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于下述實(shí)施例。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1)在740~760。C下熔煉A1-Mg-Zr-Er合金，合金中Mg含量為4.7wt%，Er含量為0.3wt%,Zr含量為0.lwt%,雜質(zhì)含量《0.5%，余量為Al,各合金元素熔化后進(jìn)行攪拌,使溶體中各元素成份分布均勻，最后用半連續(xù)方法澆鑄合金鑄錠，硬度見表l;2)對(duì)步驟1)所得合金鑄錠進(jìn)行熱處理，將合金從室溫升溫至420~520。C，保溫6~18h，而后空冷，共16組實(shí)-驗(yàn),取不同熱處理狀態(tài)的樣品測(cè)試硬度，結(jié)果如表l所示。對(duì)比例1)在740760。C下熔煉Al-Mg-Mn-Zr-Er合金，合金中Mg含量為4.7w"/。，Mn含量為0.7wt%,Er含量為0.3wt°/。，Zr含量為0.lwt°/。，雜質(zhì)含量《0.5%,余量為Al,各合金元素熔化后進(jìn)行攪拌,使溶體中各元素成份分布均勻，最后用半連續(xù)方法澆鑄合金鑄錠，硬度見表1;2)對(duì)步驟1)所得合金鑄錠進(jìn)行熱處理，將合金從室溫升溫至420~520。C，保溫6~18h，而后空冷，共16組實(shí)驗(yàn)，取不同熱處理狀態(tài)的樣品測(cè)試硬度，結(jié)果如表l所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表l、Al-Mg-Zr-Er合金與Al-Mg-Mn-Zr-Er合金的布氏硬度(HBS/Mpa)從表1可以看出，對(duì)合金進(jìn)行均勻化熱處理后樣品的硬度均比鑄態(tài)硬度值高，說(shuō)明本發(fā)明熱處理工藝對(duì)合金具有增強(qiáng)作用。根據(jù)硬度值的提高效果，可以得出Al-Mg-Zr-Er合金最佳的熱處理工藝條件是將合金鑄錠于500'C下保溫10h。進(jìn)一步的研究表明，本發(fā)明熱處理工藝提高鋁合金力學(xué)性能的原因是因?yàn)榫鶆蚧療崽幚泶龠M(jìn)Al3Er，Al3(Zr，Er)強(qiáng)化相的析出，圖1為A卜Mg-Zr-Er合金500°C/10h處理后樣品的透射電4竟照片，圖2為Al-Mg-Mn-Zr-Er合金500。C/10h處理后樣品的透射電鏡照片。從圖1中可以看出熱處理后合金中出現(xiàn)了彌散分布的Al3Er,A"(Zr，Er)強(qiáng)化相。而圖2中Al-Mg-Mn-Zr-Er合金中除了Al3Er強(qiáng)化相外，Al6Mn相已經(jīng)長(zhǎng)大到很大尺寸(圖2)。采用透射電鏡對(duì)實(shí)施例1的合金中的第二相粒子與基體之間的共格關(guān)系作了復(fù)合電子衍射圖譜分析(圖3)，結(jié)果顯示基體中析出的強(qiáng)化相粒子呈細(xì)小的豆瓣?duì)?大小只有10~20nm),與Al基體之間有一定的共格關(guān)系，可以起到良好的釘扎位錯(cuò)，阻礙滑移的作用，這樣就有可能成為鋁合金中的有效強(qiáng)化相。而圖2中粗大的Al6Mn相(大小〉500nm)與基體沒有任何共格關(guān)系，合金的強(qiáng)化效果減弱，粗大的Al6Mn相還將引起合金的耐腐蝕性能的降低。權(quán)利要求1、一種Al-Mg-Zr-Er合金的熱處理方法，其特征在于，包括以下步驟1)在740～760℃下熔煉Al-Mg-Zr-Er合金，合金中Mg含量為4.7wt％，Er含量為0.3wt％，Zr含量為0.1wt％，雜質(zhì)含量≤0.5％，余量為Al，各合金元素熔化后進(jìn)行攪拌，使溶體中各元素成份分布均勻，最后用半連續(xù)方法澆鑄合金；2)對(duì)步驟1)所得合金進(jìn)行熱處理，將合金從室溫升溫至420～520℃，保溫6～18h，而后空冷。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理方法，其特征在于，步驟2)中將合金從室溫升溫至50(TC,保溫10h,而后空冷。全文摘要一種Al-Mg-Zr-Er合金的熱處理方法屬于有色金屬合金
技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)明的目的在于提供一種適用于Al-Mg-Zr-Er合金的熱處理工藝。本發(fā)明所提供的熱處理工藝如下在740～760℃下熔煉Al-Mg-Zr-Er合金，合金中Mg含量為4.7wt％，Er含量為0.3wt％，Zr含量為0.1wt％，雜質(zhì)含量≤0.5％，余量為Al，各合金元素熔化后進(jìn)行攪拌，并采用半連續(xù)方法澆鑄合金，而后將合金從室溫升溫至420～520℃，保溫6～18h，空冷。本發(fā)明所提供的熱處理工藝可有效促進(jìn)合金中Al₃Er強(qiáng)化相的析出，提高合金力學(xué)性能和耐腐蝕性能。文檔編號(hào)C22F1/047GK101575689SQ20091008699公開日2009年11月11日申請(qǐng)日期2009年6月12日優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日發(fā)明者林雙平,為王,王旭東,聶祚仁,暉黃申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)