[发明专利]一种含Er铝镁合金材料的退火形变工艺

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铝镁铸态合金的双级均匀化退火工艺及其后的单道次冷变形强化工艺。

背景技术

文献调查结果表明，Al-Mg系合金属中等强度的合金，热处理不可强化，主要通过加工硬化和微合金化的手段来提高该系合金的综合性能。其突出的性能特点是优异的塑性、耐腐蚀性和焊接性能，加工硬化不降低材料的高耐蚀性和良好的焊接性能，所以既可以在退火状态出厂，也可以在冷作硬化状态出厂，主要应用在腐蚀性环境、冷成形件以及焊接件上。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。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，提高应变强化的效果。应变强化的主要方式是冷加工变形，但冷变形时变形量小，会导致加工道次增多，从而导致生产效率低；变形量大，则易出现表面裂纹、裂口等缺陷。因此，通过选用适宜的均匀化退火工艺，在基体中析出大量细小弥散的第二相粒子，再通过控制应变速率，单道次应变量，获得具有一定硬度、塑性且表面质量较高的含Er铝镁合金材料，对提高生产效率具有实际意义。但是国内外对于含Er铝镁合金材料的双级均匀化退火工艺及单道次冷变形工艺报道极少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于含Er铝镁合金材料双级均匀化退火工艺及其后的单道次冷变形强化工艺。通过选取适宜的双级均匀化退火工艺，能够在含Er铝镁合金基体中析出大量细小弥散的Al₃(Zr_xEr_1-x)粒子，0＜x＜1，增强应变强化的效果。通过在一定应变速率下，在一定的单道次应变量下进行冷变形，从而获得具有较高硬度、塑性并且表面质量较高的含Er铝镁合金材料。

本发明所提供的含Er铝镁合金材料的退火形变工艺，含Er铝镁合金质量百分组成：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；包括以下步骤：

1)对于该含Er铝镁铸态合金进行280℃/10h+470℃/20h双级均匀化退火；

2)对退火后的材料进行单道次冷变形。应变速率为1/s，应变量为0.2-0.7。其中优选冷变形应变量为0.4。

本发明采用双级均匀化退火工艺，首先在280℃保温10h有利于Al₃(Zr_xEr_1-x)粒子的高密度形核；其次在470℃保温20h有利于细小的Al₃(Zr_xEr_1-x)粒子长大。通过采用双级处理能够促使Al₃(Zr_xEr_1-x)强化相密集析出。然后在一定应变速率条件下，进行不同应变量的单道次冷变形。由于Al₃(Zr_xEr_1-x)粒子对位错钉扎，提高了应变强化的效果，使材料具有较高的硬度。

本发明具有以下有益效果：

本发明所提供的双级均匀化退火工艺能够促使含Er铝镁合金中Al₃(Zr_xEr_1-x)强化相的高密度析出，其后的单道次冷变形工艺能够得到具有较高硬度和较好塑性的含Er铝镁合金材料，对提高生产效率具有实际意义。从硬度-退火时间曲线变化趋势来看，该工艺下含Er铝镁合金材料的硬度稳定性相对较好。

附图说明

图1为实施例3含Er铝镁合金经280℃/10h+470℃/20h双级均匀化退火后，在应变速率为1/s，总应变量为0.7的室温压缩曲线；

图2为含Er铝镁合金经280℃/10h+470℃/20h双级均匀化退火后，基体中析出高密度的Al₃(Zr_xEr_1-x)粒子；

图3为含Er铝镁合金经双级退火后，在应变速率为1/s，应变量为0.4的单道次冷变形后的微观组织为条带状的位错结构，基体中弥散析出的Al₃(Zr_xEr_1-x)对位错进行钉扎；

图4经退火形变工艺处理后的合金在120℃保温的硬度-退火时间曲线，反应合金硬度的稳定性。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

实施例1