一種高強(qiáng)高韌性鋁合金的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁合金的制備方法，尤其涉及一種高強(qiáng)高韌性鋁合金的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用，使用量僅次于鋼。一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機(jī)械性能，物理性能和抗腐蝕性會(huì)泛。
[0003]高性能鋁合金廣泛地應(yīng)用于航空及交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，是一種重要的結(jié)構(gòu)材料。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對鋁合金強(qiáng)度和韌性的要求日益提高，為保證鋁合金機(jī)件使用的安全性，提高材料的塑性和韌性，通常是以降低材料的強(qiáng)度為代價(jià)的。因此，在維持鋁合金高強(qiáng)度的同時(shí)，提高材料的韌性，是鋁合金研究領(lǐng)域中重要的課題之一。

【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)高韌性鋁合金的制備方法，通過合理控制元素的配比，并對鑄錠進(jìn)行霧化處理，真空熱壓，得到的鋁合金強(qiáng)度高，韌性好。
[0005]本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)高韌性鋁合金的制備方法，包括如下步驟:
[0006]S1、將鋁錠、鋅錠、鎂錠、銅錠和鐵錠放入800_850°C的中頻真空感應(yīng)爐熔化形成合金液，在750-780°C進(jìn)行除氣精煉，在800-820°C進(jìn)行保溫靜置40-60min，澆鑄得到鑄錠，其中，在澆鑄前進(jìn)行合金液組分調(diào)控，調(diào)控后合金液的組分為:鋅2.5-3.4wt %、鎂2.2-2.6wt%J_.l-0.3wt%、#0.8-1.6wt%、M0.5-1.5wt%，余量為鋁；
[0007]S2、然后對鑄錠進(jìn)行霧化處理得到霧化粉；
[0008]S3、霧化粉去除大顆粒料后混合均勻，然后進(jìn)行真空熱壓，接著進(jìn)行熱擠壓，擠壓棒固溶處理得到高強(qiáng)度高韌性鋁合金。
[0009]優(yōu)選地，S1中，調(diào)控后合金液的組分為:鋅2.8-3.2wt %、鎂2.3-2.5wt %、銅0.15-0.25wt %、鐵0.9-1.5wt %、錳0.8-1,2wt% ,余量為鋁。
[0010]優(yōu)選地，S1中，調(diào)控后合金液的組分為:鋅2.95wt %、鎂2.4wt %、銅1.2wt %、鐵1.2wt%、猛1.0wt%，余量為招。
[0011 ]優(yōu)選地，S2中，霧化處理的溫度為820-870°C，霧化處理所使用的氣體為氮?dú)?，氮?dú)獾膲毫?.40-0.45MPa。
[0012]優(yōu)選地，S3中，真空熱壓的溫度為460-480°C，真空熱壓的壓力為480-520MPa。
[0013]優(yōu)選地，S3中，熱擠壓的溫度為480-500°C，熱擠壓的擠壓比為20-30:1_3。
[0014]優(yōu)選地，S3中，擠壓棒固溶處理的方式為:首先升溫至380-420°C，保溫0.5-1.5h，然后升溫至480-500°C，保溫0.5-1.5h，然后水冷l_3h。
[0015]本發(fā)明中通過調(diào)控合金液組分中的元素比例，通過降低鋅元素的含量，適當(dāng)添加錳元素的含量，不僅細(xì)化晶粒、阻礙基體晶粒長大和再結(jié)晶，而且，在不犧牲鋁合金塑性和韌性的情況下，顯著地提高了鋁合金的強(qiáng)度。
[0016]通過提高固溶溫度，使的更多的可溶性析出相溶入α-Al基體，提高基體的過飽和度，從而在鋁合金時(shí)效時(shí)析出更多的彌散相，提高材料的強(qiáng)度。
[0017]利用粉末冶金的方法制備了錳增韌的高強(qiáng)鋁合金，鋁合金中未形成塊狀的含錳相析出，含錳相以Α16Μη及AlCu2Mn的形式彌散析出并均勻分布。鋁合金的抗拉強(qiáng)度達(dá)到774MPa，屈服強(qiáng)度為755MPa;在高鋅含量的超高強(qiáng)度鋁合金中添加一定量的錳元素，可以細(xì)化晶粒，減小斷口韌窩尺寸，還可以降低斷口中沿晶斷裂所占比例，改善高強(qiáng)鋁合金的斷口組織形態(tài)，有利于提尚招合金的初性。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(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)明提出的一種尚強(qiáng)尚初性招合金的制備方法，包括如下步驟:
[0021]S1、將鋁錠、鋅錠、鎂錠、銅錠和鐵錠放入825°C的中頻真空感應(yīng)爐熔化形成合金液，在765°C進(jìn)行除氣精煉，在810°C進(jìn)行保溫靜置50min，澆鑄得到鑄錠，其中，在澆鑄前進(jìn)行合金液組分調(diào)控，調(diào)控后合金液的組分為:鋅2.95wt%、鎂2.4wt%、銅1.2wt%、鐵1.2wt%、猛1.0wt%，余量為招；
[0022]S2、然后對鑄錠進(jìn)行霧化處理得到霧化粉，霧化處理的溫度為845°C，霧化處理所使用的氣體為氮?dú)?，氮?dú)獾膲毫?.425MPa;
[0023]S3、霧化粉去除大顆粒料后混合均勻，然后進(jìn)行真空熱壓，接著進(jìn)行熱擠壓，擠壓棒固溶處理得到高強(qiáng)度高韌性鋁合金，其中，真空熱壓的溫度為470°C，真空熱壓的壓力為500MPa;熱擠壓的溫度為490°C，熱擠壓的擠壓比為25: 2;擠壓棒固溶處理的方式為:首先升溫至400 C，保溫1.0h，然后升溫至490 C，保溫1.0h，然后水冷2h。
[0024]實(shí)施例2
[0025 ]本發(fā)明提出的一種尚強(qiáng)尚初性招合金的制備方法，包括如下步驟:
[0026]S1、將鋁錠、鋅錠、鎂錠、銅錠和鐵錠放入800°C的中頻真空感應(yīng)爐熔化形成合金液，在780°C進(jìn)行除氣精煉，在800°C進(jìn)行保溫靜置60min，澆鑄得到鑄錠，其中，在澆鑄前進(jìn)行合金液組分調(diào)控，調(diào)控后合金液的組分為:鋅2.5wt %、鎂2.6wt %、銅0.lwt %、鐵1.6wt%、猛0.5wt%，余量為招；
[0027]S2、然后對鑄錠進(jìn)行霧化處理得到霧化粉，霧化處理的溫度為820°C，霧化處理所使用的氣體為氮?dú)?，氮?dú)獾膲毫?.45MPa;
[0028]S3、霧化粉去除大顆粒料后混合均勻，然后進(jìn)行真空熱壓，接著進(jìn)行熱擠壓，擠壓棒固溶處理得到高強(qiáng)度高韌性鋁合金，其中，真空熱壓的溫度為460°C，真空熱壓的壓力為520MPa;熱擠壓的溫度為480°C，熱擠壓的擠壓比為30: 1;擠壓棒固溶處理的方式為:首先升溫至420°C，保溫0.5h，然后升溫至500°C，保溫0.5h，然后水冷3h。
[0029]實(shí)施例3
[0030 ]本發(fā)明提出的一種尚強(qiáng)尚初性招合金的制備方法，包括如下步驟:
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