一種添加Zr和稀土Sc元素提高Al-5.2Mg-0.3Mn合金的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種添加 Zr和稀± Sc元素提高 A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的Al-Mg-Mn合金是一種可焊、中強、成型性能好的不可熱處理強化的輕質(zhì)鉛 合金，目前該類合金主要用作航空航天、艦船等領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)材料。增加 Mg的含量，采用固溶 強化是提高該類合金強度的一個主要手段，可是即使將Mg含量提高到6. 3%，其抗拉強度也 僅為340 MPa,屈服強度為180 MPa,仍滿足不了實際應(yīng)用中的高強需要。而且Mg含量的提 高，往往會造成合金晶界上的陽極相（M巧A18)的析出，即增加了合金的剝蝕敏感性。因此 Al-Mg-Mn合金的中強、對剝蝕的敏感性限制了它的廣泛應(yīng)用。向Al-Mg-Mn合金中添加微量 稀±元素 Sc,特別是聯(lián)合添加微量Sc和Zr,可顯著提高合金強度和塑性。所W尋找最佳力 學(xué)性能和塑性性能組合成為研制Al-Mg-Mn合金中的一個重要方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種添加 Zr和稀± Sc元素提高 A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金的制備工藝，最佳力學(xué)性能和塑性性能，W克服現(xiàn)有技術(shù)問題的不足。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是；一種添加 Zr和稀± Sc元素提高A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金 的制備工藝，包括W下步驟： (1) 制備含微量Sc和Zr的A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金，所添加微量Sc和Zr元素質(zhì)量分?jǐn)?shù) 分別為 0. 25% 和 0. 12〇/〇 ; (2) 均勻化退火處理；溫度250 °C，保溫時間12h ; (3) 熱社； (4) 冷社； (3)穩(wěn)定化退火處理；溫度35(TC，保溫時間比。
[0005] 所述步驟（1)中采用半連續(xù)鑄造冶金法制備合金。
[0006] 本發(fā)明有益效果；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用添加微量Sc，Zr的添加能顯著 提高Al-Mg-Mn合金的強度，改善合金強度和塑性的配合。經(jīng)過35(TC/1 h穩(wěn)定化退火 Al-Mg-Mn-Sc-Zr具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，通過添加微量Sc、Zr元素，減少Mg的含量，選 擇合理的退火工藝，得到力學(xué)性能和塑性達(dá)到理想組合的Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金。
【具體實施方式】
[0007] -種添加 Zr和稀± Sc元素提高A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金的制備工藝，包括W下步 驟： (1)制備含微量Sc和Zr的A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金，所添加微量Sc和Zr元素質(zhì)量分?jǐn)?shù) 分別為 0. 25% 和 0. 12〇/〇 ; (2) 均勻化退火處理；溫度250 °C，保溫時間12h ; (3) 熱社； (4) 冷社； (3)穩(wěn)定化退火處理；溫度35(TC，保溫時間比。
[0008] 所述步驟（1)中采用半連續(xù)鑄造冶金法制備合金。
[0009] 采用上述一種添加 Zr和稀±Sc元素提高A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金的制備工藝，制備 了含和不含微量Sc和Zr的A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金，可W得出如表1所示的經(jīng)過不同穩(wěn)定化 退火處理的Al-Mg-Mn合金和Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金的力學(xué)性能，可見含Sc和Zr的3#，4# 合金的強度大大高于未含Sc和Zr的1#和2#合金的強度，未含Sc和Zr的Al-Mg-Mn合金 的強度隨退火溫度升高而降低的幅度較大，而含Sc和Zr的Al-Mg-Mn合金強度隨退火溫度 升高而降低的幅度要小的多，它們的延伸率均保持在10% W上，可見Sc和Zr的添加大大提 高了合金的強度，改善了合金的強度和塑性的配合。
[0010] 表1試驗用合金及其力學(xué)性能
【主權(quán)項】
1. 一種添加 Zr和稀土 Sc元素提高Al-5. 2Mg-0. 3Mn合金的制備工藝，其特征在于：包 括以下步驟： (1) 制備含微量Sc和Zr的Al-5. 2Mg-0. 3Mn合金，所添加微量Sc和Zr元素質(zhì)量分?jǐn)?shù) 分別為0. 25%和0. 12% ; (2) 均勻化退火處理：溫度250 °C，保溫時間12h ; (3) 熱軋； (4) 冷軋； (3)穩(wěn)定化退火處理：溫度350°C，保溫時間lh。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種添加 Zr和稀土 Sc元素提高Al-5. 2Mg-0. 3Mn合金的制 備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中采用半連續(xù)鑄造冶金法制備合金。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種添加Zr和稀土Sc元素提高Al-5.2Mg-0.3Mn合金的制備工藝，采用半連續(xù)鑄造冶金法制備了含微量0.25%Sc和0.12%Zr的Al-5.2Mg-0.3Mn合金鑄錠，鑄錠經(jīng)均勻化退火、熱軋、冷軋工藝，再經(jīng)350℃/1h穩(wěn)定化退火工藝處理，顯著提高Al-Mg-Mn合金的強度，改善合金強度和塑性的配合，強度達(dá)到420MPa，抗拉伸率13.2%。
【IPC分類】C22C21/06, C22F1/047
【公開號】CN105525162
【申請?zhí)枴緾N201410512017
【發(fā)明人】劉小會
【申請人】劉小會
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年9月29日