[发明专利]一种中高Mg含量Al-Mg-Er合金退火工艺

说明书

一种中高Mg含量Al‑Mg‑Er合金退火工艺，属于有色金属技术领域。实验合金其整体加工流程是将5E83合金铸锭，采用280℃/15h+470℃/30h双级均匀化工艺，并将铝合金进行切头并铣面，去除表面杂质，对铝合金进行控温热轧，得到8mm热轧板，总变形量为97％，将所得热轧板在350℃下退火不同小时。本发明所得合金具有较好的长期耐腐蚀性能和较高的延伸率，在室温和低温环境下力学性能较为稳定。

技术领域

本发明涉及一种中高Mg含量Al-Mg-Er合金热轧板的退火工艺，属于有色金属合金技术领域。

背景技术

铝合金按加工方法分为变形铝合金和铸造铝合金，铝镁合金属于变形铝合金。铝镁合金(5xxx系)有优异的可加工性、低密度、高比强度、抗腐蚀性和导热性等优点，使其广泛应用于机械、建筑等领域，尤其在海洋工程和运输行业占有重要地位。铝镁合金本身属于中等强度合金，由于主合金元素(Mg元素)无法弥散强化，所以铝镁合金均不可采用热处理强化，主要通过固溶强化和形变强化来提高强度。铝镁合金中Mg元素含量大于3.5％时，长期使用过程中容易在晶界析出连续β相形成晶间网膜，从而破坏合金腐蚀性能，所以单纯依靠增加Mg含量来提高合金强度的方法已经不满足于构件要求。目前国内外则通过添加Er元素，通过细化晶粒，提高合金再结晶温度，且形成弥散相(Al₃Er)，与基体保持良好的共格、半共格关系，可以成为合金中有效的强化相，对晶界和位错有明显阻碍作用，屈服强度显著提高。退火工艺可以促进β相均匀析出，从而改善合金腐蚀性能。

本发明目的在于研究一种具有较好的长期耐腐蚀性能和较高的延伸率的中高镁Al-Mg-Er系合金。传统热轧板虽然具有较高强度，但是长期耐腐蚀性能较差，退火工艺影响合金内部位错密度和再结晶程度，从而改善合金性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种适用于中高Mg含量Al-Mg-Er合金尤其Al-4.66Mg-0.82Mn-0.21Er-0.13Zr铝镁合金热轧板材的退火工艺，通过添加Er微量元素，提高板材强度，配合退火工艺，使合金内部发生回复和再结晶过程，降低位错密度，得到力学性能和腐蚀性能等综合性能良好的铝镁合金。为中高镁含量铝镁合金工业化生产提供可靠方法。

本发明所提供的铝镁合金退火工艺，包括以下步骤：

一种含Er元素的5E83合金，合金成分范围(质量百分比为)为Mg，4.0％-5.0％；Mn，0.7％-1.0％，Er，0.03％-0.3％，Zr，0.03％-0.3％，余量为Al及不可避免的杂质。对合金铸锭采用280℃/15h+470℃/30h双级均匀化工艺，将双极均匀化热处理后合金铸锭进行热轧处理，终轧温度为245℃，热轧总变形量为97％，得到合金热轧板材，对热轧板材在350℃进行不同时间的退火工艺。

优化出中高Mg含量Al-Mg-Er合金退火工艺为350℃/8h，经过退火处理，可以使合金具有良好的抗腐蚀性能的同时保持优异的塑韧性。

本发明的有益效果：

本发明采用中高镁合金体系，通过铒元素形成Al₃Er相，钉扎在位错与晶界处，提高再结晶温度，提高了合金的力学性能和热稳定性。由此得到的热轧板在退火工艺后，避免了β相在晶界处的连续析出，在室温和低温环境下，使合金具有良好的耐腐蚀性和韧性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1(即对比例)：

将含铒铝合金(合金成分质量百分比：Mg，4.66％，Mn，0.82％，Er 0.21％，Zr0.13％，余量为Al)铸锭在280℃保温15h，再升温至470℃保温30h进行双级均匀化热处理，对铸锭进行热轧制，得到8mm热轧板，总变形量为97％，所得热轧板材进行室温和低温力学性能测试，测试结果如表1所示。

表1热轧态合金不同温度下的拉伸性能