1和图2可以看出：对比例1采用普通连续挤压方法挤出的管材无法实现焊 合，表面出现明显周期性裂纹；实施例1采用本发明挤压工艺，挤出制品焊合良好，表面质 量高。
[0045] 由图3和图4可以看出：经过挤压大变形后，对比例2的Al-Mg连续挤压管组织内 存在位错缠结的现象，但析出相较少；对比例3添加适量的La、Ce稀土元素后，Al-Mg连续 挤压管中的合金中出现大量针状或粗大杆状强化相。
[0046] 由图4、图4和图6可以看出：实施例1采用本发明的分步退火处理后，相对于对 比例2、3而言，位错相互抵消，位错缠结现象减少，铝镁合金管中非平衡沉淀相溶解，原始 的粗大的杆状相发生分解球化，获得不连续的晶界析出相和细小弥散的晶内析出相。
[0047] 由图5和图6可知：较对比例4的常规热处理手段而言，实施例1采用本发明的分 步退火处理可获得非平衡相溶解更充分，强化相尺寸更均匀细小的组织。
[0048] 由图7(a)和图7(b)可知：实施例2经分步退火处理后，与对比例3相比，铝镁合 金管焊缝处晶粒组织基本不变，基体晶粒粗化，最终使整体组织均匀一致，焊缝组织优化。
[0049] 由图8可知：当扩口率达到39. 2%时，采用本发明的方法制备的铝镁合金管出现 开裂，但开裂并没有在焊缝处，表明本发明的方法焊合质量好，焊缝结合强度高。
[0050] 附图9中，1-内模、2-阶梯模口、3-外模、H-焊合室高度、D-挤压管外径。
【具体实施方式】：
[0051] 本发明实施例及对比例（对比例1的模具除外）中所使用的阶梯模具的模口的高 度为2mm，宽度为2mm ;阶梯模口级数为1级。
[0052] 对比例1 :采用实施例1的合金组分配比，利用普通模具连续挤压制管，不进行退 火
[0053] 合金成分（质量百分比）为：Mg :4. 8%，Mn :0· 6%，La :0· 3%，Ce :0· 5%，不可避免 杂质〈0.3%，余量为A1。按上述配方采用常规熔铸和热挤压方法制备杆坯，杆坯经清洗后 头尾对焊连接，然后采用普通模具进行连续挤压，分流比3,焊合角40° ;焊合室高度为2. 5 毫米，；
[0054] 本对比例1的挤压结果不理想，管材无法实现良好焊合，管材表面出现周期性裂 纹，本对比例1挤压制品如图1所示；
[0055] 对比例2 :采用镁锰铝合金，利用本发明模具连续挤压制管后不进行退火
[0056] 合金成分（质量百分比）为：Mg :4.8%，Mn :0.6%，不可避免杂质〈0.3%，余量为 Al ;按上述配方采用常规熔铸和热挤压方法制备杆坯，杆坯经清洗后头尾对焊连接，然后采 用增压模具经连续挤压加工成超长管材，管材长度为221米，壁厚为2毫米，外径为12毫 米；增压模具分流比为5,模具焊合室高度为4. 8毫米；
[0057] 对经过变形处理后得到的合金管进行显微组织分析，其组织分析透射照片见图3， 取样根据标准GB/T7998-2005进行晶间腐蚀实验，以晶间腐蚀最大深度评定材料晶间腐蚀 的敏感性，将经变形处理后的合金管置于室温下长期存放，10天后测量其力学性能，本对比 例材料性能指标见表1 ;
[0058] 对比例3 :采用实施例1的合金组分配比，利用本发明模具连续挤压制管后不进行 退火
[0059] 合金成分（质量百分比）为：Mg :4.8%，Mn :0.6%，La :0.3%，Ce :0.5%，不可避 免杂质〈0.3%，余量为A1。按上述配方采用常规熔铸和热挤压方法制备杆坯，杆坯经清洗 后头尾对焊连接，然后采用增压模具经连续挤压加工成超长管材，管材长度为184米，壁厚 为2毫米，外径为12毫米，增压模具分流比为5,模具焊合室高度为4. 8毫米；
[0060] 对经过该处理后得到的合金管进行金相显微组织分析和力学性能检测，其组织分 析照片见图4和图7 (a)，根取样据标准GB/T7998-2005进行晶间腐蚀实验，以晶间腐蚀最大 深度评定材料晶间腐蚀的敏感性，将经变形处理后的合金管至于室温下长期存放，10天后 测量其力学性能，本对比例的材料性能指标见表1 ;
[0061] 对比例4 :采用实施例1的合金组分配比，利用本发明模具连续挤压制管后进行一 次退火
[0062] 合金成分（质量百分比）为：Mg :4.8%，Mn :0.6%，La :0.3%，Ce :0.5%，不可避 免杂质〈0.3%，余量为A1。按上述配方采用常规熔铸和热挤压方法制备杆坯，杆坯经清洗 后头尾对焊连接，然后采用增压模具经连续挤压加工成超长管材，管材长度为185米，厚度 为2毫米，外径为12毫米，增压模具分流比为5,模具焊合室高度为4. 8毫米；对挤压后盘 卷的铝镁合金管进行常规热处理，将管材放在电阻炉内加热至190°C，保温时间15h。
[0063] 经过该处理后得到的合金管进行力学性能检测和显微组织分析，其组织分析透射 照片见图5,取样根据标准GB/T7998-2005进行晶间腐蚀实验，以晶间腐蚀最大深度评定材 料晶间腐蚀的敏感性，将经常规热处理后的合金管至于室温下长期存放，10天后测量其力 学性能，本实施例的力学性能指标见表1 ;
[0064] 实施例1 :
[0065] 合金成分（质量百分比）为：Mg :4. 8%，Mn :0· 6%，La :0· 3%，Ce :0· 5%，不可避免 杂质〈0.3%，余量为A1。按照设计好的合金成分进行熔炼铸造后，先进行常规挤压得到圆 杆坯料，杆坯经清洗后头尾对焊连接然后采用增压模具经连续挤压加工成超长管材，管材 长度为203米，壁厚为2毫米，外径为12毫米，增压模具分流比为5,模具焊合室高度为4. 8 毫米；对挤压后盘卷的稀土铝镁合金管进行分步退火处理，将管材放在箱式电阻炉内加热 至350°C，保温50min，将第一步加热的管材随炉冷却至200°C，保温4h，再空冷至室温。
[0066] 本实施例挤压制品如图2所示，经过该处理后得到的合金管进行力学性能检测和 显微组织分析，其组织分析照片见图3和图7 (b)，取样根据标准GB/T7998-2005进行晶间腐 蚀实验，以晶间腐蚀最大深度评定材料晶间腐蚀的敏感性，将经分步退火处理后的合金管 至于室温下长期存放，10天后测量其力学性能，本实施例的力学性能指标见表1 ;
[0067] 实施例2 :
[0068] 合金成分（质量百分比）为：Mg :4.8%，Mn :0.6%，La :0.3%，Ce :0.5%，不可避 免杂质〈0.3%，余量为A1。按照设计好的合金成分进行熔炼铸造后，先进行常规挤压得到 圆杆坯料，杆坯经清洗后头尾对焊连接，然后采用增压模具经连续挤压加工成超长管材，管 材长度为189米，壁厚为2毫米，外径为12毫米，增压模具分流比为5,模具焊合室高度为 4. 8毫米；对挤压后盘卷的铝镁合金进行分步退火处理，将管材放在箱式电阻炉内加热至 350°C，保温时间50min，将第一步加热的管材随炉冷却至200°C，保温7h，再空冷至室温。
[0069] 经过该处理后得到的合金管进行力学性能检测，根据标准GB/T7998-2005进行晶 间腐蚀实验，以晶间腐蚀最大深度和腐蚀前后材料单位面积的失重速率评定晶间腐蚀的敏 感性，将经分步退火处理后的合金管至于室温下长期存放，10天后测量其力学性能，本实施 例的力学性能指标见表1。
[0070] 表1实施实例及对比实例的力学性能和腐蚀性能
【主权项】
1. 一种超长铝镁合金管的制备方法，包括下述步骤： 第一步：按铝镁合金组分配比，采用常规熔铸工艺得到铸坯，铸坯经过热挤压，得到圆 截面杆坯，杆坯经清洗后头尾对焊连接，得到长杆坯；或采用连铸连轧制备长杆坯； 第二步：将第一步得到的圆截面长杆坯采用增压模连续挤压加工成管；连续挤压工艺 参数为：模具为三孔分流模增压模，分流比3~6,焊合角15~25°，焊合室高度H与铝镁 合金管外径D的尺寸满足：H = (0. 3~0. 4) D ; 第三步：将第二步得到的铝镁合金管在400°C以下进行两级退火。
2. 根据权利要求1所述一种超长铝镁合金管制备方法，其特征在于：第一步中，热挤压 的挤压比为5-15。
3. 根据权利要求1所述一种超长铝镁合金管制备方法，其特征在于：所述阶梯模口的 高度为l-4mm，宽度为l-4mm ;阶梯模口级数至少为1级。
4. 根据权利要求1所述一种超长铝镁合金管制备方法，其特征在于：第二步中，连续挤 压时，挤压轮直径为300mm，转速为4-6转/分钟。
5. 根据权利要求1-4任意一项所述一种超长铝镁合金管制备方法，其特征在于：第三 步中，两级退火工艺参数为：首先加热至300~400°C，保温30~60min，进行一级退火；一 级退火后随炉降温至150~220°C，保温4~7h，进行二级退火；然后出炉空冷至室温。
6. 根据权利要求5所述一种超长铝镁合金管制备方法，其特征在于：二级退火温度为 180-2KTC，保温4~5h，更优选为200°C，保温4h。
7. 根据权利要求5所述一种超长铝镁合金管制备方法，其特征在于：所述铝镁合金选 自镁的质量百分含量为4-5%，余量为铝的铝镁合金或包含有锰、稀土中的至少一种微合金 化元素的铝镁合金。
8. 根据权利要求7所述一种超长铝镁合金管制备方法，其特征在于：所述铝镁合金包 括下述组分，按质量百分比组成： Mg :4. 0%~5. 0%，Mn :0? 3%~0? 7%，La :0? 1%~0? 4%，Ce :0? 2%~0? 7%，不可避 免杂质彡0. 3%，余量为A1。
9. 根据权利要求5所述一种超长铝镁合金管制备方法，其特征在于：退火在箱式电阻 炉内进行。
10. 根据权利要求9所述一种超长铝镁合金管制备方法，其特征在于：制备的铝镁合金 管长度大于等于180米。
【专利摘要】一种超长铝镁合金管的制备方法，是将铝镁合金铸坯热挤压，得到杆坯，杆坯对焊得到长杆坯；将长杆坯采用增压模连续挤压加工成管后在400℃以下进行两级退火；本发明的加工方法，采用增压模进行连续挤压，解决了Al-Mg合金管分流挤压焊合不良的问题，制备出长度达180米以上的超长铝合金管；随后，通过两级退火调整晶界和晶内析出相的形貌与分布，稳定和优化管材力学性能及耐腐蚀性能，提高焊合质量。本发明的铝镁合金管加工方法，对其它中强和高强铝合金管的挤压成形具有参考价值。与传统方法相比，具有操作方便，效率高，成本低的优势。本发明制备的Al-Mg耐蚀合金管可应用于石油和天然气钻探设备、核能发电、日用五金等领域，具有广阔市场前景。
【IPC分类】B21C23-08, B21C37-06
【公开号】CN104858260
【申请号】CN201510274384
【发明人】林高用, 周珂, 许秀芝, 王洪洋, 魏玉勇
【申请人】中南大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月26日