[发明专利]一种含Er中高Mg铝合金冷轧板材的稳定化工艺

说明书

技术领域

本发明属于有色金属技术领域，具体涉及一种含Er中高Mg铝合金冷轧板材的稳定化工艺，该工艺旨在保证合金具有较高强度的情况下，显著改善其耐晶间腐蚀性能。

背景技术

Al-Mg合金是一种耐蚀性优良，具有良好的可焊性和高比强度的非热处理强化型铝合金，在汽车、船舶领域广泛应用。其强化方式主要是通过Mg的固溶强化和形变强化。合金的强度随含Mg量的增加有相应的提高，但当Mg的质量百分含量大于3.5%时，合金即使在室温下长期放置，也会由于基体中过饱和的Mg的减少而导致强度下降，而且易沿晶界连续析出第二相β(Al₃Mg₂)，β相对基体α(Al)来说是阳极，在腐蚀环境中会优先发生腐蚀，使合金具有很大的晶间腐蚀敏感性。形变强化主要是通过冷加工来提高合金的强度，但是较大的冷变形会在材料中造成大量的位错，致使合金的力学性能对温度比较敏感。因此对于Mg含量高于3.5%的Al-Mg合金冷轧板必须进行稳定化处理，使其力学性能稳定，并控制β相在晶界呈不连续分布，以改善合金的耐晶间腐蚀性能。为了获得更高的力学性能，研究发现添加微量Er元素到铝合金中，可在合金基体中形成细小弥散的析出相，能够钉扎位错，细化晶粒，从而提高合金形变强化的效果。因此，Al-Mg合金通过微合金化，再进行适当的冷变形和稳定化处理，可得到一种强度较高且稳定，耐晶间腐蚀性能良好的含Er中高Mg铝合金板材。但是对于大冷变形的含Er中高Mg铝合金板材的稳定化工艺未见报道。

发明内容

本发明的目的在于解决含Er中高Mg铝合金冷轧板材耐晶间腐蚀性能差的问题，通过稳定化处理，使合金在保持较高强度的情况下，也具有良好的耐晶间腐蚀性能。

本发明所提供的一种含Er中高Mg铝合金冷轧板材的稳定化工艺，其中含Er中高Mg铝合金各组分质量百分比分别为Mg4.5%～4.9%，Mn0.40%～1.0%，Er0.25%～0.50%，Zr0.15%～0.25%，不可避免杂质含量<0.40%，余量为Al，包括以下步骤：

（1）含Er中高Mg铝合金热轧板经中间退火后，进行多道次冷精轧，最终冷变形量为75%～90%。

（2）对步骤（1）所得含Er中高Mg铝合金冷轧板进行稳定化退火，退火温度为220℃～240℃，退火时间为3～5小时，空冷至室温。

步骤（1）的中间退火工艺优选350℃/2h；冷精轧工艺优选每道次压下量控制在10%～25%，最终冷变形量为75%～90%。

本发明技术方案的优点在于：

由于Er的添加使合金在工艺加热过程中会析出细小的Al₃Er粒子，能够钉扎位错，细化晶粒，从而提高了合金形变强化的效果。

对含Er中高Mg铝合金冷轧板在100℃～240℃温度范围内，每隔10℃或25℃选取温度分别进行不同时间的退火处理，这一处理降低了合金的位错密度，使合金的力学性能保持稳定，并且本发明在此基础上对退火温度和退火时间进一步筛选限定（220℃～240℃，退火3～5小时），以避免β相在晶界连续析出，从而在保证合金较高强度的情况下，显著改善合金的耐晶间腐蚀性能。

附图说明

图1为含Er中高Mg铝合金冷轧板显微硬度随退火温度的变化曲线；

图2为含Er中高Mg铝合金冷轧板100℃不同时间退火态的失重变化曲线；

图3为含Er中高Mg铝合金冷轧板125℃不同时间退火态的失重变化曲线；

图4为含Er中高Mg铝合金冷轧板150℃不同时间退火态的失重变化曲线；

图5为含Er中高Mg铝合金冷轧板175℃不同时间退火态的失重变化曲线；

图6为含Er中高Mg铝合金冷轧板200℃不同时间退火态的失重变化曲线；

图7为含Er中高Mg铝合金冷轧板210℃不同时间退火态的失重变化曲线；

图8为含Er中高Mg铝合金冷轧板220℃不同时间退火态的失重变化曲线；

图9为含Er中高Mg铝合金冷轧板230℃不同时间退火态的失重变化曲线；

图10为含Er中高Mg铝合金冷轧板晶间腐蚀敏感性的最短退火时间-退火温度关系图；

图11为含Er中高Mg铝合金冷轧板220℃不同时间退火态的显微硬度变化曲线；

图12为含Er中高Mg铝合金冷轧板220℃稳定化处理之后，再在175℃不同时间退火的失重变化曲线；

图13为含Er中高Mg铝合金冷轧板晶间腐蚀敏感性的最短退火时间-稳定化退火时间关系图。