一種提高含鉺鋁鎂合金強(qiáng)度及耐損傷性能的溫變形工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種提高含鉺鋁鎂合金強(qiáng)度及耐損傷性能的溫變形工藝，屬于有色金屬合金【技術(shù)領(lǐng)域】。對(duì)于本發(fā)明所提供的工藝如下：質(zhì)量百分含量為：Mg，5.9%-6.2%；Mn，0.3%-0.6%；Zn0.6%-0.9%；Zr，0.1%-0.2%；Er，0.1%-0.2%；不可避免雜質(zhì)≤0.5%，余量為Al的含餌鋁鎂合金板材，在溫度為410±20℃下，進(jìn)行熱軋，變形量為90%，并冷卻至室溫；然后在230℃保溫1h，并在保溫溫度下進(jìn)行軋制，溫軋變形量為60%。該種溫軋工藝既能適量增加位錯(cuò)數(shù)量，提高強(qiáng)度，又使位錯(cuò)纏結(jié)規(guī)整化，使變形均勻，降低了材料的疲勞裂紋擴(kuò)展速率，得到了一種高強(qiáng)高耐損傷的含Er鋁鎂合金。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種提高含鉺鋁鎂合金強(qiáng)度及耐損傷性能的溫變形工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有色金屬【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及提高含鉺鋁鎂合金強(qiáng)度及耐損傷性能的溫變形工藝。
技術(shù)背景
[0002]文獻(xiàn)調(diào)查結(jié)果表明，顯微組織既能影響屈服強(qiáng)度，又影響疲勞裂紋擴(kuò)展速率。位錯(cuò)密度的增加可以提高合金強(qiáng)度，但同時(shí)也增加了應(yīng)力集中，提高了疲勞裂紋擴(kuò)展速率，造成耐損傷性能的下降。晶粒尺寸的減小，通過(guò)細(xì)晶強(qiáng)化增加了強(qiáng)度，但同時(shí)通過(guò)減小了疲勞裂紋擴(kuò)展的曲折度，增加了疲勞裂紋擴(kuò)展速率，造成耐損傷性能的下降。強(qiáng)度的提高與耐損傷性能的提高總是相互矛盾的。
[0003]Al-Mg系合金屬中等強(qiáng)度的合金，熱處理不可強(qiáng)化，主要通過(guò)加工硬化和微合金化的手段來(lái)提高該系合金的綜合性能。Al-Mg系鋁合金中增大Mg的含量是固溶強(qiáng)化的一種主要方式，同時(shí)鋁合金中Mg含量的增加會(huì)提高應(yīng)變強(qiáng)化的效果。Al-Mg系鋁合金中微量元素Er的加入，在機(jī)體中形成彌散的A13Er粒子，對(duì)位錯(cuò)有一定的釘扎作用，起到強(qiáng)韌化效果。Al-Mg系合金，冷加工變形導(dǎo)致位錯(cuò)密度大量提高，提高了強(qiáng)度但降低了耐損傷性能，熱加工變形較大角度晶界增加，提高了耐損傷性能，但位錯(cuò)密度的降低，造成了強(qiáng)度的下降，冷軋和熱軋都不能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度與耐損傷性能的匹配。本發(fā)明通過(guò)溫軋既保證了一定的強(qiáng)度，又降低了疲勞裂紋擴(kuò)展速率，是強(qiáng)度與耐損傷性能匹配的最佳變形工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種提高含Er鋁鎂合金材料強(qiáng)度和耐損傷性能的溫軋工藝。通過(guò)適宜的溫軋工藝，獲得高強(qiáng)高耐損傷含Er鋁鎂合金材料。
[0005]本發(fā)明所提供的提高含Er鋁鎂合金材料強(qiáng)度和耐損傷性能的溫軋工藝，含Er鋁鎂合金材料質(zhì)量百分含量為:Mg,5.9%-6.2% ;Μη，0.3%-0.6% ；ΖηΟ.6%-0.9% ；Zr,0.1%_0.2% ；Er, 0.Ρ/ο-0.2% ;不可避免雜質(zhì)≤0.5%，余量為Al的鋁鎂合金板材，其特征在于，包括以下步驟:
[0006](I)對(duì)于該含Er鋁鎂合金板材，在溫度為410±20°C下熱軋，變量為90%，并空冷至
室溫;
[0007](2)對(duì)步驟(1)處理后的Er鋁鎂熱軋態(tài)合金230°C保溫lh，在保溫溫度下進(jìn)行溫變形，變形量為60%，并空冷至室溫。
[0008]本發(fā)明采用溫軋工藝，首先230°C保溫lh，在保溫溫度下進(jìn)行溫軋，既能適量增加位錯(cuò)數(shù)量，提高強(qiáng)度，又使位錯(cuò)纏結(jié)規(guī)整化，使變形均勻，提高了強(qiáng)度，并在一定程度上降低疲勞裂紋擴(kuò)展速率。
[0009]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0010]本發(fā)明所提供的溫軋工藝能夠同時(shí)提高含Er鋁鎂合金材料的強(qiáng)度和耐損傷性能，解決了合金強(qiáng)度與耐損傷性能相互矛盾的問(wèn)題，對(duì)生產(chǎn)有很大的指導(dǎo)意義?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1含Er鋁鎂合金經(jīng)不同加工處理后，疲勞裂紋擴(kuò)展速率曲線(xiàn)(R=0.1，室溫)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
[0013]對(duì)于一種質(zhì)量百分含量為:Mg,6.0% ;Μη，0.5% ；ΖηΟ.8% ；Zr,0.2% ；Er,0.2%，不可避免雜質(zhì)≤0.5%，余量為Al的含Er鋁鎂合金材料進(jìn)行410±20°C熱軋，變形量為90%，然后空冷至室溫，厚度10mm，然后230°C保溫Ih，在保溫溫度下進(jìn)行溫變形，變形量為60%，厚度4mm狀態(tài)記為H114。對(duì)變形后的材料進(jìn)行拉伸測(cè)試，數(shù)據(jù)列于表1。對(duì)變形后的材料進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展速率測(cè)試，數(shù)據(jù)顯示于圖1。
[0014]對(duì)比例I
[0015]采用與實(shí)施例1相同的材料:一種質(zhì)量百分含量為:Mg,6.0% ;Μη，0.5% ；ΖηΟ.8% ；Zr, 0.2% ；Er,0.2%，不可避免雜質(zhì)≤0.5%，余量為Al的含Er鋁鎂合金材料進(jìn)行410±20°C熱軋，變形量為90%，然后空冷至室溫，然后350±10°C /2h退火后冷軋，變形量為60%，然后2300C /6h退火再冷軋，變形量為30%，厚度4mm，狀態(tài)記為H116。對(duì)變形后的材料進(jìn)行拉伸測(cè)試，數(shù)據(jù)列于表1。對(duì)變形后的材料進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展速率測(cè)試，數(shù)據(jù)顯示于圖1。
[0016]對(duì)比例2
[0017]采用與實(shí)施例1相同的材料:一種質(zhì)量百分含量為:Mg,6.0% ;Μη，0.5% ；ΖηΟ.8% ；Zr, 0.2% ；Er,0.2%，不可避免雜質(zhì)≤0.5%，余量為Al的含Er鋁鎂合金材料進(jìn)行410±20°C熱軋，變形量為90%，空冷至室溫，然后350±10°C /2h退火后冷軋，冷軋變形量為60%，最后350±10°C /2h退火，冷卻到室溫，厚度4mm，狀態(tài)記為O。對(duì)變形后的材料進(jìn)行拉伸測(cè)試，數(shù)據(jù)列于表1。對(duì)變形后的材料進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展速率測(cè)試，數(shù)據(jù)顯示于圖1。
[0018]圖1中，這幾種狀態(tài)的疲勞裂紋擴(kuò)展速率由大到小依次為:H116，H114，0?？梢钥闯?Hl 16屈服強(qiáng)度最高,耐損傷性能最差,O屈服強(qiáng)度最低,但耐損傷性能最好,Hl 14在屈服強(qiáng)度與H116接近的前提下，達(dá)到了接近于O狀態(tài)的裂紋擴(kuò)展抗力，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度與耐損傷性能的匹配。
[0019]表1.Al-Mg系合金的室溫拉伸性能
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種提高含Er鋁鎂合金材料強(qiáng)度和耐損傷性能的溫軋工藝，含Er鋁鎂合金材料質(zhì)量百分含量為:Mg,5.9%-6.2% ;Μη，0.3%-0.6% ；Ζη0.6%-0.9% ；Zr,0.1%_0.2% ；Er,.0.1%-0.2%;不可避免雜質(zhì)≤0.5%，余量為Al的鋁鎂合金板材，其特征在于，包括以下步驟: Cl)對(duì)于該含Er鋁鎂合金板材，在溫度為410±20°C下熱軋，變量為90%，并空冷至室溫； (2)對(duì)步驟(1)處理后的Er鋁鎂熱軋態(tài)合金230°C保溫lh，在保溫溫度下進(jìn)行溫變形，變形量為60%，并空冷至室溫。
【文檔編號(hào)】C22F1/047GK103882353SQ201410111813
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】黃暉, 王歡, 聶祚仁, 文勝平, 高坤元, 李紅梅, 雷欣 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)