[发明专利]一种含Er铝镁合金板材的温变形强化工艺

说明书

技术领域

本发明属于有色金属技术领域，具体涉及含Er铝镁合金板材的温变形强化工艺。

背景技术

文献调查结果表明，铝合金作为一种传统的轻质结构材料以其高比强、高韧和较好的耐蚀性等优点而广泛应用于交通、建材、航空、航天等民用及军工领域，在国民经济和国防建设中具有不可替代的重要作用。由于Al-Mg系铝合金不能进行热处理强化，主要通过固溶强化和应变强化提高Al-Mg系合金的强度。Al-Mg系铝合金中增大Mg的含量是固溶强化的一种主要方式，同时铝合金中Mg含量的增加会提高应变强化的效果。向Al-Mg系合金中添加适当的微量元素，可以在合金基体中产生细小的弥散析出相，从而实现第二相强化。应变强化的主要方式是冷加工变形，但这种应变强化方法，会在材料中引入大量位错，这些位错主要以自由位错、位错缠绕及位错胞的形式存在，从而导致Al-Mg系合金的强度对温度比较敏感，甚至在室温出现强度衰减。而传统的热加工变形，其应变强化效果并不明显。因此，通过微合金化，在基体中析出细小弥散的第二相粒子，再通过控制变形温度、变形量以及轧制速度，利用合金与变形设备接触产生的温降，可以在材料内部形成一种相对稳定的位错组态，即小尺度的亚结构，从而获得一种抗拉强度、屈服强度和延伸率良好，强度相对稳定，耐蚀的含Er铝镁合金板材，非常有意义。但是目前国内对于含Er铝镁合金板材的温变形强化工艺鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于含Er铝镁合金板材的温变形强化工艺。通过微合金化，向合金中添加Er，使其在基体中形成弥散的Al₃Er粒子，利用其对位错的钉扎作用，同时控制变形温度、变形量以及轧制速度，并利用变形过程中合金与变形设备接触过程中的温降，在材料内部获得一种较稳定的位错组态，从而获得一种具有较高强度、良好塑性、强度相对稳定及耐蚀的含Er铝镁合金板材。

本发明所提供的含Er铝镁合金板材的温变形强化工艺方法，该含Er铝合金板材质量百分含量为Mg，5.8-6.8％；Mn，0.4-0.8％；Zr，0.1-0.2％；Er，0.1-0.4％；不可避免杂质≤0.5％，余量为Al，其特征在于，包括以下步骤：

1)对于该含Er铝镁合金板材，进行400℃/2h保温，给成品板预留下30-50％的变形量，将铝板在400℃热轧到相应的厚度。

2)对步骤1)获得的含Er铝镁合金板，在250～350℃下保温2h，并在保温温度下进行单道次变形，变形量为30-50％，轧制速度为0.08-0.25ms^-1，最后将其空冷至室温。其中优选350℃下保温2h，在350℃下进行单道次变形量为50％的变形，轧制速度为0.17ms^-1，最后空冷至室温。

本发明通过稀土元素Er的添加，在基体中析出细小弥散的Al₃Er粒子，然后通过控制变形温度、变形量、轧制速度等因素，采用单道次变形，利用变形过程中合金和变形设备接触产生的正常温降来控制变形过程中的动态回复和再结晶过程，从而在材料内部形成一种位错密度相对较低、尺寸较细小、相对稳定的的亚晶结构。由于该材料中位错密度较低，自由位错数量较少，再加上Al₃Er粒子对位错的钉扎作用，因此材料强度也比较稳定。

本发明具有以下有益效果：

本发明所提供的温变形强化工艺具有高应变速率、单道次大变形量、低变形抗力等特点，而且处理得到的含Er铝镁合金板材，具有较高强度，良好的塑性，耐蚀等优势。通过透射组织观察发现材料中位错主要以一种相对稳定的亚晶结构的形式存在，基体中出现细小弥散的Al₃Er粒子，它对位错以及亚晶界具有钉扎作用。从硬度-退火温度曲线变化趋势来看，该工艺下含Er铝镁合金板的强度相对稳定。

附图说明

图1350℃/2h保温、350℃单道次变形、变形量为50％的含Er铝合金板内部位错组态。位错主要以亚晶的形式存在，亚晶内位错密度较低。

图2350℃/2h保温、350℃单道次变形、变形量为50％的含Er铝合金板内部析出细小弥散的Al₃Er粒子，该粒子具有钉扎位错和阻碍亚晶长大的作用。

图3温变形强化工艺处理过的合金试样硬度-退火温度曲线，反映硬度与退火温度之间的关系。

具体实施方式

实施例1