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CN115446110A - 一种高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板的制备方法 - Google Patents

一种高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高强高耐腐蚀Al‑Mg‑Mn‑Zn‑Er‑Zr合金薄板制备方法，属于压力加工与热处理领域。本发明通过采用直接稳定化退火+冷变形工艺，保证成品板材耐腐蚀性能前提下，大幅度提高材料强度，材料综合性能提升。本发明通过采用稳定化退火+适量冷变形工艺，获得高强高耐腐蚀Al‑Mg‑Mn‑Zn‑Er‑Zr合金薄板。

Description

一种高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板的制备方法
技术领域
本发明属于合金薄板技术领域，尤其涉及一种高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板的制备方法，具体为一种高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金压力加工与热处理方法，更具体为一种Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金压力轧制和稳定化退火方法。
背景技术
5xxx合金是一种具有中等强度、优良耐蚀性和可焊性的非热处理强化铝合金，通过特殊热处理方法可获得耐腐蚀的船用材料，是目前应用最为广泛的船用铝合金材料。随着全球经济快速发展，航海运输、海洋开发、海洋渔业等各种与船舶相关的产业蓬勃发展，铝制船舶向大型化和轻量化发展，急需强度更高的新型铝合金材料提高船舶刚度。在高Mg含量的5xxx铝合金基础上，复合添加微量Zn、Er、Zr元素，能一定程度上提升材料综合性能，如专利《一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金轧制及稳定化退火工艺》提出热轧板材300～350℃中间退火2h，再冷轧40～60％，最后240～280℃稳定化退火1～10h；需进行中间退火和稳定化退火两道热处理，能耗较高，生产周期长，设备产能发挥效率低，产品市场竞争力不足；专利《一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金轧制及稳定化退火工艺》制备的板材性能为屈服强度210～235MPa，抗拉强度395～410MPa，延伸率14～19MPa，强度指标不能完全满足高性能船用铝合金板材要求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板的制备方法，本发明提供的方法制备的产品具有较好的性能。
本发明提供了一种高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板的制备方法，包括：
将铸锭加热后进行热粗轧，得到的热粗轧板材；
将所述热粗轧板材进行热精轧，得到热精轧卷；
将所述热精轧卷进行稳定化退火，然后进行冷轧，得到高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板。
优选的，所述铸锭的成分为Al-5.8Mg-0.7Mn-0.6Zn-0.15Er-0.1Zr。
优选的，所述加热的温度为450～520℃，保温时间为2～4h。
优选的，所述热粗轧的温度为400～450℃。
优选的，所述热粗轧的道次变形率为5～30％；
所述热粗轧的总变形率＞90％。
优选的，所述热粗轧板材的厚度为20～25mm。
优选的，所述热精轧的温度为250～300℃。
优选的，所述热精轧的道次变形率为10～25％；
所述热精轧的总变形率＞70％。
优选的，所述热精制时预留冷轧变形率；
所述预留冷轧变形率为15～20％。
优选的，所述稳定化退火的温度为280～290℃，保温时间为1～3h。
本发明优化了Al-Mg-Mn-Er-Zr合金板材制备工艺路线和工艺，提供了一种高效、节能的Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板方法。本发明通过直接稳定化+冷变形工艺，获得高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板。
附图说明
图1为实施例和对比例制备的Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板屈服强度曲线；
图2为实施例和对比例制备的Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板抗拉强度曲线；
图3为实施例和对比例制备的Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板延伸率曲线；
图4为实施例和对比例制备的Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板晶间腐蚀质量损失曲线。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板的制备方法，包括：
将铸锭加热后进行热粗轧，得到的热粗轧板材；
将所述热粗轧板材进行热精轧，得到热精轧卷；
将所述热精轧卷进行稳定化退火，然后进行冷轧，得到高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板。
在本发明中，所述铸锭的成分优选为Al-5.8Mg-0.7Mn-0.6Zn-0.15Er-0.1Zr；即：Mg 5.8wt％，Mn 0.7wt％，Zn 0.6wt％，Er 0.15wt％，Zr 0.1wt％，余量为Al。
在本发明中，所述加热的温度优选为450～520℃，更优选为460～510℃，更优选为470～500℃，最优选为480～490℃；所述加热的保温时间优选为2～4h，更优选为2.5～3.5h，最优选为3h。
在本发明中，所述热粗轧的温度优选为400～450℃，更优选为410～440℃，最优选为420～430℃；所述热粗轧的道次变形率优选为5～30％，更优选为10～25％，最优选为15～20％；所述热粗轧的总变形率优选＞90％。
在本发明中，所述热粗轧板材的厚度优选为20～25mm，更优选为21～24mm，最优选为22～23mm。
在本发明中，所述热精轧优选为在线热精轧，所述热精轧时优选预留冷轧变形率，所述预留冷轧变形率优选为15～20％，更优选为16～19％，最优选为17～18％。在本发明中，所述热精轧的温度优选为250～300℃，更优选为260～290℃，最优选为270～280℃；所述热精轧的道次变形率优选为10～25％，更优选为15～20％，最优选为16～18％；所述热精轧的总变形率优选＞70％。
在本发明中，所述稳定化退火的温度优选为280～290℃，更优选为282～288℃，最优选为284～286℃；所述稳定化退火的保温时间优选为1～3h，更优选为1.5～2.5h，最优选为2h。
在本发明中，优选将稳定化退火后的卷材进行冷轧，所述冷轧的变形率优选为15～20％，更优选为16～19％，最优选为17～18％。
本发明优化了Al-Mg-Mn-Er-Zr合金板材制备工艺路线和工艺，提供了一种高效、节能的Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板方法。本发明通过直接稳定化+冷变形工艺，获得高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板。
对比例1
将Al-5.8Mg-0.7Mn-0.6Zn-0.15Er-0.1Zr合金铸锭加热至480℃，保温3h后进行热粗轧，热粗轧温度为420℃，道次变形率20％，热粗轧总变形率95％，得到的热粗轧板材厚度为22mm。
将所得热粗轧板材在线继续热精轧至8.0mm，为冷轧预留50％冷轧变形率，热精轧温度为250℃，道次变形率10％，热精轧总变形率64％，得到热精轧卷。
将所得的热精轧卷在320℃中间退火，保温时间2h；将中间退火后卷材冷轧至4.0mm，冷轧变形率为50％，冷轧卷在270℃稳定化退火，保温时间4h，得到成品板材。
实施例1
将Al-5.8Mg-0.7Mn-0.6Zn-0.15Er-0.1Zr合金铸锭加热至480℃，保温3h后进行热粗轧，热粗轧温度为420℃，道次变形率20％，热粗轧总变形率95％，得到的热粗轧板材厚度为22mm。
将所得热粗轧板材在线继续热精轧至4.7mm，为冷轧预留15％冷轧变形率，热精轧温度为250℃，道次变形率10％，热精轧总变形率79％，得到热精轧卷。
将所得的热精轧卷在290℃稳定化退火，保温时间2h；卷材稳定化后冷轧至4.0mm，冷轧变形率为15％，得到成品板材。
实施例2
将Al-5.8Mg-0.7Mn-0.6Zn-0.15Er-0.1Zr合金铸锭加热至480℃，保温3h后进行热粗轧，热粗轧温度为420℃，道次变形率20％，热粗轧总变形率95％，得到的热粗轧板材厚度为22mm。
将所得热粗轧板材在线继续热精轧至4.8mm，为冷轧预留17％冷轧变形率，热精轧温度为250℃，道次变形率10％，热精轧总变形率78％，得到热精轧卷。
将所得的热精轧卷在290℃稳定化退火，保温时间2h；卷材稳定化后冷轧至4.0mm，冷轧变形率为17％，得到成品板材。
实施例3
将Al-5.8Mg-0.7Mn-0.6Zn-0.15Er-0.1Zr合金铸锭加热至480℃，保温3h后进行热粗轧，热粗轧温度为420℃，道次变形率20％，热粗轧总变形率95％，得到的热粗轧板材厚度为22mm。
将所得热粗轧板材在线继续热精轧至5.0mm，为冷轧预留20％冷轧变形率，热精轧温度为250℃，道次变形率10％，热精轧总变形率77％，得到热精轧卷。
将所得的热精轧卷在290℃稳定化退火，保温时间2h；卷材稳定化后冷轧至4.0mm，冷轧变形率为20％，得到成品板材。
性能检测
对对比例和实施例制备的成品板材进行性能检测屈服强度、抗拉强度、延伸率等拉伸性能指标按GB/T 228.1进行检测，晶间腐蚀按ASTM G66进行检测，剥落腐蚀按ASTMG67进行检测。
检测结果如下以及图1～图4所示：
Figure BDA0003834232720000051
本发明优化了Al-Mg-Mn-Er-Zr合金板材制备工艺路线和工艺，提供了一种高效、节能的Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板方法。本发明通过直接稳定化+冷变形工艺，获得高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板。
虽然已参考本发明的特定实施例描述并说明本发明，但是这些描述和说明并不限制本发明。所属领域的技术人员可清晰地理解，在不脱离如由所附权利要求书定义的本发明的真实精神和范围的情况下，可进行各种改变，以使特定情形、材料、物质组成、物质、方法或过程适宜于本申请的目标、精神和范围。所有此类修改都意图在此所附权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作描述本文中所公开的方法，但应理解，可在不脱离本发明的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序和分组并非本申请的限制。

Claims (10)

1.一种高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板的制备方法，包括：
将铸锭加热后进行热粗轧，得到的热粗轧板材；
将所述热粗轧板材进行热精轧，得到热精轧卷；
将所述热精轧卷进行稳定化退火，然后进行冷轧，得到高强高耐腐蚀Al-Mg-Mn-Zn-Er-Zr合金薄板。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铸锭的成分为Al-5.8Mg-0.7Mn-0.6Zn-0.15Er-0.1Zr。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热的温度为450～520℃，保温时间为2～4h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热粗轧的温度为400～450℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热粗轧的道次变形率为5～30％；
所述热粗轧的总变形率＞90％。
6.根据权要求1所述的方法，其特征在于，所述热粗轧板材的厚度为20～25mm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热精轧的温度为250～300℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热精轧的道次变形率为10～25％；
所述热精轧的总变形率＞70％。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热精制时预留冷轧变形率；
所述预留冷轧变形率为15～20％。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稳定化退火的温度为280～290℃，保温时间为1～3h。
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