[发明专利]一种提高含铒铝镁合金强度及耐损伤性能的温变形工艺

说明书

技术领域

本发明属于有色金属技术领域，具体涉及提高含铒铝镁合金强度及耐损伤性能的温变形工艺。

技术背景

文献调查结果表明，显微组织既能影响屈服强度，又影响疲劳裂纹扩展速率。位错密度的增加可以提高合金强度，但同时也增加了应力集中，提高了疲劳裂纹扩展速率，造成耐损伤性能的下降。晶粒尺寸的减小，通过细晶强化增加了强度，但同时通过减小了疲劳裂纹扩展的曲折度，增加了疲劳裂纹扩展速率，造成耐损伤性能的下降。强度的提高与耐损伤性能的提高总是相互矛盾的。

Al-Mg系合金属中等强度的合金，热处理不可强化，主要通过加工硬化和微合金化的手段来提高该系合金的综合性能。Al-Mg系铝合金中增大Mg的含量是固溶强化的一种主要方式，同时铝合金中Mg含量的增加会提高应变强化的效果。Al-Mg系铝合金中微量元素Er的加入，在机体中形成弥散的Al3Er粒子，对位错有一定的钉扎作用，起到强韧化效果。Al-Mg系合金，冷加工变形导致位错密度大量提高，提高了强度但降低了耐损伤性能，热加工变形较大角度晶界增加，提高了耐损伤性能，但位错密度的降低，造成了强度的下降，冷轧和热轧都不能实现强度与耐损伤性能的匹配。本发明通过温轧既保证了一定的强度，又降低了疲劳裂纹扩展速率，是强度与耐损伤性能匹配的最佳变形工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高含Er铝镁合金材料强度和耐损伤性能的温轧工艺。通过适宜的温轧工艺，获得高强高耐损伤含Er铝镁合金材料。

本发明所提供的提高含Er铝镁合金材料强度和耐损伤性能的温轧工艺，含Er铝镁合金材料质量百分含量为：Mg，5.9%-6.2%；Mn，0.3%-0.6%；Zn0.6%-0.9%；Zr，0.1%-0.2%；Er，0.1%-0.2%；不可避免杂质≤0.5%，余量为Al的铝镁合金板材，其特征在于，包括以下步骤：

（1）对于该含Er铝镁合金板材，在温度为410±20℃下热轧，变量为90%，并空冷至室温；

（2）对步骤（1）处理后的Er铝镁热轧态合金230℃保温1h，在保温温度下进行温变形，变形量为60%，并空冷至室温。

本发明采用温轧工艺，首先230℃保温1h，在保温温度下进行温轧，既能适量增加位错数量，提高强度，又使位错缠结规整化，使变形均匀，提高了强度，并在一定程度上降低疲劳裂纹扩展速率。

本发明具有以下有益效果：

本发明所提供的温轧工艺能够同时提高含Er铝镁合金材料的强度和耐损伤性能，解决了合金强度与耐损伤性能相互矛盾的问题，对生产有很大的指导意义。

附图说明

图1含Er铝镁合金经不同加工处理后，疲劳裂纹扩展速率曲线（R=0.1，室温）。

具体实施方式

实施例1

对于一种质量百分含量为：Mg，6.0%；Mn，0.5%；Zn0.8%；Zr，0.2%；Er，0.2%，不可避免杂质≤0.5%，余量为Al的含Er铝镁合金材料进行410±20℃热轧，变形量为90%，然后空冷至室温，厚度10mm，然后230℃保温1h，在保温温度下进行温变形，变形量为60%，厚度4mm状态记为H114。对变形后的材料进行拉伸测试，数据列于表1。对变形后的材料进行疲劳裂纹扩展速率测试，数据显示于图1。

对比例1

采用与实施例1相同的材料：一种质量百分含量为：Mg，6.0%；Mn，0.5%；Zn0.8%；Zr，0.2%；Er，0.2%，不可避免杂质≤0.5%，余量为Al的含Er铝镁合金材料进行410±20℃热轧，变形量为90%，然后空冷至室温，然后350±10℃/2h退火后冷轧，变形量为60%，然后230℃/6h退火再冷轧，变形量为30%，厚度4mm，状态记为H116。对变形后的材料进行拉伸测试，数据列于表1。对变形后的材料进行疲劳裂纹扩展速率测试，数据显示于图1。

对比例2

采用与实施例1相同的材料：一种质量百分含量为：Mg，6.0%；Mn，0.5%；Zn0.8%；Zr，0.2%；Er，0.2%，不可避免杂质≤0.5%，余量为Al的含Er铝镁合金材料进行410±20℃热轧，变形量为90%，空冷至室温，然后350±10℃/2h退火后冷轧，冷轧变形量为60%，最后350±10℃/2h退火，冷却到室温，厚度4mm，状态记为O。对变形后的材料进行拉伸测试，数据列于表1。对变形后的材料进行疲劳裂纹扩展速率测试，数据显示于图1。