一種高強(qiáng)韌性超細(xì)晶變形鋁合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁合金及其制備方法，尤其涉及一種高強(qiáng)韌性超細(xì)晶變形鋁合金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金是金屬材料中用途廣泛的輕金屬之一，使用量僅次于鋼鐵材料。根據(jù)合金元素的含量與加工工藝的特點(diǎn)，鋁合金可以分為變形鋁合金與鑄造招合金兩類。變形鋁合金是熔鑄成型后，再經(jīng)過熱擠壓、乳制方法等加工形成的各種板材、線材、型材以及棒材。按照成分與性能特點(diǎn)，變形鋁合金又可以分為不能熱處理強(qiáng)化鋁合金、可熱處理強(qiáng)化鋁合金。變形銀合金具有密度小、重量輕、良好的密封性能、比強(qiáng)度和比剛度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好并且有良好的耐腐蝕性等特點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、建筑、電子電氣、包裝等領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的鋁合金的強(qiáng)度和韌性均無法滿足實(shí)際使用時(shí)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決【背景技術(shù)】中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種高強(qiáng)韌性超細(xì)晶變形鋁合金及其制備方法，得到的鋁合金具有優(yōu)異的任性和強(qiáng)度。
[0005]本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)韌性超細(xì)晶變形鋁合金，其元素按重量百分比包括:S1.4-0.8 %、Fe0.6-0.8 %、Cu0.15-0.35 %、Mn0.10-0.20 %、Mg0.8-1.2 %、Cr0.15-0.35 %、Zn0.15-0.35 %、T1.1-0.3 %，余量為 A1。
[0006]優(yōu)選地，其元素按重量百分比包括:Si0.5-0.7 %、Fe0.65-0.75 %、Cu0.20-0.30 %、Mn0.12-0.18 %、Mg0.9-1.1 %、Cr0.18-0.32 %、Zn0.18-0.32 %、T1.15-0.25%，余量為 Al。
[0007]優(yōu)選地，其元素按重量百分比包括:Si0.6%、Fe0.7%, Cu0.25%, Mn0.15%,Mgl.0%、Cr0.25%、Zn0.25%、T1.2%，余量為 Al。
[0008]本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)韌性超細(xì)晶變形鋁合金的制備方法，包括如下步驟:
[0009]S1、恪煉:將招錠、招-娃合金、招-鐵合金、招-銅合金、招-猛合金、招-鎂合金、鉻錠、鋁-鋅合金和鈦錠在750-780°C熔化形成合金液，在780-820°C進(jìn)行除氣精煉，在740-780 °C進(jìn)行保溫靜置10_30min，澆鑄得到鑄錠；
[0010]S2、固熔熱處理:將S1得到的鑄錠加熱至500-540°C，保溫40_80min，然后進(jìn)行水淬；
[0011]S3、鍛造:將S2中固熔熱處理后的鑄錠升溫至120-140°c，保溫10_30min，經(jīng)過一道次鍛造后，再加熱3-7min，然后進(jìn)行水淬；
[0012]S4、熱處理:將S3鍛造后的鑄錠進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理的溫度為110-130°C，時(shí)效處理的時(shí)間為10-20h。
[0013]優(yōu)選地，S1中，除氣精煉過程中，精煉劑加入量為爐料量的爐料量0.5-0.8%，精煉后合金液氫含量為0.2-0.4ml/100g。
[0014]優(yōu)選地，S3中，一道次鍛造具體為:先對(duì)鑄錠進(jìn)行上下方向的捶打，然后前后方向的捶打，最后進(jìn)行左右方向的捶打。
[0015]優(yōu)選地，S4中，時(shí)效處理的溫度為115-125°C，時(shí)效處理的時(shí)間為12_18h。
[0016]本發(fā)明的高強(qiáng)韌性超細(xì)晶變形鋁合金的制備方法中，首先進(jìn)行熔煉，熔煉的過程中進(jìn)行除氣精煉，保溫靜置得到鑄錠，接著對(duì)鑄錠進(jìn)行固熔熱處理，固熔熱處理能夠消除或減少鋁合金坯料中的某些組織缺陷，使強(qiáng)化相盡量溶解，從而改善合金的工藝塑性，然后通過一道次鍛造工藝處理，鍛造變形前后材料的形狀基本保持不變，可以通過控制多向鍛造變形道次來獲得不同晶粒尺寸的材料。經(jīng)過多向鍛造后，晶粒得到顯著細(xì)化，形成強(qiáng)變形組織和高密度位錯(cuò)胞亞結(jié)構(gòu)；經(jīng)過時(shí)效處理后，晶粒略有長大，組織中有些晶粒尺寸小于lpm，也有稍粗的晶粒存在，仍保持超細(xì)晶的組織狀態(tài)，晶粒分布變得較均勻，晶界輪廓平直化，組織中仍存在高密度位錯(cuò)胞和強(qiáng)變形亞晶，大量超細(xì)的第二相顆粒析出并彌散分布在鋁基體上。
[0017]固溶處理是通過將合金加熱到一定溫度，使合金中的其他相溶入基體，形成單相固溶體，碎火將固溶處理后的合金以較大的速度冷卻，合金室溫組織仍保持為單相固溶體。浮火得的過飽和固溶體有脫溶的傾向，時(shí)效處理就是使浮火后的過飽和固溶體脫溶、析出第二相的過程。固溶與時(shí)效配合使用，可以使材料獲得良好的性能。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)了解，實(shí)施例只用于說明本發(fā)明，而不是用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0019]實(shí)施例1
[0020]本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)韌性超細(xì)晶變形鋁合金的制備方法，包括如下步驟:
[0021]S1、恪煉:將招錠、招-娃合金、招-鐵合金、招-銅合金、招-猛合金、招-鎂合金、鉻錠、鋁-鋅合金和鈦錠在765°C熔化形成合金液，然后對(duì)合金液的組分進(jìn)行調(diào)控，調(diào)控后合金液的組分為:S1.6%^ Fe0.7%^ Cu0.25%、Mn0.15%、Mgl.0%^ Cr0.25%、Zn0.25%、T1.2%，余量為A1 ;在800°C進(jìn)行除氣精煉，除氣精煉過程中，精煉劑加入量為爐料量的爐料量0.65%，精煉后合金液氫含量為0.3ml/100g，在760°C進(jìn)行保溫靜置20min，澆鑄得到鑄錠；
[0022]S2、固熔熱處理:將S1得到的鑄錠加熱至520°C，保溫60min，然后進(jìn)行水淬；
[0023]S3、鍛造:將S2中固熔熱處理后的鑄錠升溫至130°C，保溫20min，經(jīng)過一道次鍛造后，再加熱5min，然后進(jìn)行水淬，其中，一道次鍛造具體為:先對(duì)鑄錠進(jìn)行上下方向的捶打，然后前后方向的捶打，最后進(jìn)行左右方向的捶打；
[0024]S4、熱處理:將S3鍛造后的鑄錠進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理的溫度為120°C，時(shí)效處理的時(shí)間為15h。
[0025]實(shí)施例2
[0026]本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)韌性超細(xì)晶變形鋁合金的制備方法，包括如下步驟:
[0027]S1、恪煉:將招錠、招-娃合金、招-鐵合金、招-銅合金、招-猛合金、招-鎂合金、鉻錠、鋁-鋅合金和鈦錠在750°C熔化形成合金液，然后對(duì)合金液的組分進(jìn)行調(diào)控，調(diào)控后合金液的組分為:S1.4%^ Fe0.8%^ Cu0.15%、Mn0.20%、Mg0.8%^ Cr0.35%、Zn0.15%、T1.3%，余量為A1 ;在780°C進(jìn)行除氣精煉，除氣精煉過程中，精煉劑加入量為爐料量的爐料量0.8%，精煉后合金液氫含量為0.2ml/100g,在780°C進(jìn)行保溫靜置lOmin，澆鑄得到鑄錠;
[0028]S2、固熔熱處理:將S1得到的鑄錠加熱至540°C，保溫40min，然后進(jìn)行水淬；
[0029]S3、鍛造:將S2中固熔熱處理后的鑄錠升溫至140°C，保溫lOmin，經(jīng)過一道次鍛造后，再加熱7min，然后進(jìn)行水淬，其中，一道次鍛造具體為:先對(duì)鑄錠進(jìn)行上下方向的捶打，然后前后方向的捶打，最后進(jìn)行左右方向的捶打；
[0030]S4、熱處理:將S3鍛造后的鑄錠進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理的溫度為110°C，時(shí)效處理的時(shí)間為20h。
[0031]實(shí)施例3
[0032]本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)韌性超細(xì)晶變形鋁合金的制備方法，包括如下步驟: