[发明专利]一种应用于管件制备的超细晶铝合金

说明书

本发明涉及合金材料技术领域，具体涉及一种应用于管件制备的超细晶铝合金。铝合金的原料组分包括0.3‑0.5wt%的晶相调节剂和99.5‑99.7wt%的7075铝合金；其中，所述7075铝合金中含有以下质量百分比的元素：Zn：5.25‑6.58%；Mg：2.78‑2.88%；Cu：1.25‑2.14%；Si：0.13‑0.17%；Fe：0.15‑0.22%；Cr：0.09‑0.16%；Zr：0.08‑0.15%，Mn：0.05‑0.07%；Ti：0.02‑0.03%；余量为Al和不可避免的杂质。其中，晶相调节剂是一种新型添加剂，其晶粒细化效果远好于常规的Al‑Ti‑B晶粒细化剂；该型铝合金材料具有硬度高、强度好，耐腐蚀性能优秀的特点，而且因为微观组织中晶粒的细化效果好，还具有极佳的加工特性。

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，具体涉及一种应用于管件制备的超细晶铝合金。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，铝合金的密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，材料塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性。目前，铝合金在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用；在工业上的使用量也仅次于钢。随着工业经济的飞速发展，铝合金结构件的需求日益增多，这也推动了对铝合金材料性能的更加深入的研究。

美国铝业公司从20世纪初，分别研发出了1050型、2xxx型、6xxx型和7xxx型等多种高性能铝合金产品。使得铝合金材料的性能不断提升，并显著扩大了铝合金材料的应用范围。

其中，7075铝合金是一种高性能的冷处理锻压合金，这种铝合金材料强度高，远胜于软钢；是商用最强力合金之一。7075铝合金的结构紧密，耐腐蚀效果强，对于航空、船用板材最佳；加工特性和机械性能较好；细小晶粒使得深度钻孔性能更好，工具耐磨性增强；非常适合用于高压结构件或零件加工。另外，7075铝合金通过对铁和硅等杂质元素的控制，从而提高其疲劳和断裂等性能，但这种超硬铝合金焊接性较差，采用传统熔焊方法进行焊接时，易产生焊缝金属凝固裂纹及近缝区母材液化裂纹；焊缝脆性大，对应力集中敏感；热影响区软化，接头拉伸性能和疲劳性能差；在用于管件制备时，该材料的韧性和抗拉伸性能也相对不足，这些都限制了7075高强铝合金的进一步应用。

通过对铝合金微观组织中晶相的调节，可以使得铝合金的机械性能发生较大程度的改善。对铝合金微观组织中的晶粒进行细化，得到超细晶铝合金材料，是一种改善铝合金塑性、韧性等加工性能的有效措施，常规的超细晶铝合金主要通过热处理工艺和AL-Ti-B晶粒细化剂的添加，达到细化晶粒的效果，这种晶粒细化剂的晶粒细化效果并不突出；而且对于熔铸后的铝合金组织中已经形成的粗大化的晶粒，也很难在退火等热加工过程中进行再结晶细化，再结晶过程只会在组织中形成晶粒更加狭长粗大的近似等轴晶或柱状晶。此外，常规工艺制备得到的铝合金材料，在通过晶粒细化改善加工特性的同时，材料的硬度、强度和耐腐蚀性能也会相应降低，难以在各项机械性能上得到平衡。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种应用于管件制备的超细晶铝合金，该型铝合金材料具有硬度高、强度好，耐腐蚀性能优秀的特点，而且因为微观组织中晶粒的细化效果好，还具有极佳的加工特性。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种应用于管件制备的超细晶铝合金，铝合金的原料组分包括0.3-0.5wt％的晶相调节剂和99.5-99.7wt％的7075铝合金；其中，7075铝合金中含有以下质量百分比的元素：Zn：5.25-6.58％；Mg：2.78-2.88％；Cu：1.25-2.14％；Si：0.13-0.17％；Fe：0.15-0.22％；Cr：0.09-0.16％；Zr：0.08-0.15％，Mn：0.05-0.07％；Ti：0.02-0.03％；余量为Al和不可避免的杂质。