本发明涉及金属加工技术领域,尤其是一种提高5052铝合金塑性的方法。
背景技术:
5052铝合金具有中等强度、优良的焊接性能和耐蚀性好等特点,被广泛用于航空航天、船舶运输、建筑装饰等领域,是制备LNG运输船的重要材料之一。但是,5052铝合金中Mg含量较高,在塑性加工过程中极易发生应力腐蚀而开裂;加之熔铸过程中,合金中的铁元素极易与其它元素结合生成粗大的铁相,引发应力集中,给变形带来了困难。故5052铝合金冷轧变形过程中容易开裂,加工成冷轧板材后塑性较差,尤其是冷变形率较高的材料。因此,提高5052铝合金冷轧态塑性具有非常重要的实际工程价值。目前,提高5052铝合金冷轧态塑性的方法主要有合金元素成分优化、加工工艺优化和微合金化,前两种方法在工业中较为常见,但产生的效果有限。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种提高5052铝合金冷轧态塑性的方法,这种方法可以解决现有5052铝合金冷轧态塑性较差的问题。
为了解决上述问题,本发明采用的技术方案是:这种提高5052铝合金冷轧态塑性的方法是向5052铝合金中添加0.01~0.05%Sr,通过热轧、热处理工序制备再结晶态的板坯,将制得的板坯分两步冷轧,控制板坯进入轧机时的表面温度为61~90℃,第一步冷轧压下率为70~75%,在第一步冷轧后进行一次中间退火;第二步冷轧后的总压下率控制在95~98%,轧制至0.2~0.8mm厚。
上述提高5052铝合金冷轧态塑性的方法的技术方案中,更具体的技术方案还可以是:第一步冷轧和第二冷轧的轧制道次均在两次以上。
进一步的,第一步冷轧后的中间退火温度为350~380℃,保温时间1~1.5h。
本发明向5052铝合金中添加Sr,主要是看重Sr对铁相具有抑制、细化作用,而通过适当的塑性变形,Sr对5052铝合金冷轧板塑性的提升将得到体现。
为了提升5052铝合金冷轧板的塑性,必须考虑两个影响因素:一是高含量的Mg的影响;二是铁相影响起的应力集中。
在冷轧之前,5052铝合金板材已经历热轧变形,板材厚度得到减薄,且Mg的分布更加均匀。冷轧过程中因变形热使得板材温度升高,最高可达到150℃左右,如果板材温度过高,极易引起Mg氧化,从而形成穿透性裂纹,导致板材断裂。因此,本发明中提出板材进入轧机时表面温度控不高于100℃。
与此同时,随着冷轧变形的加剧,板材内部,尤其是铁相分布区周围的应力情况越来越复杂,所引发的应力集中现象也愈显著,如果温度过低,容易因应力集中产生裂纹。因此,本发明提出板材进入轧机时表面温度控制不低于50℃,适当释放应力。同时,为了避免轧制过程中的应力累积造成裂纹,本发明冷轧时将冷轧过程分作两步进行,并在中间安排了一次中间退火,意在降低或消除这种应力影响,保证冷变形能够顺利进行下去。
由于采用了上述技术方案,本发明与现有技术相比具有如下有益效果:通过微合金化与工艺制度相结合改善5052铝合金冷轧态塑性,冷轧态板材抗拉强度、屈服强度分别提高了0.3~7.1%、0.3~10.2%,在材料强度升高的同时,延伸率提高了61.1~113.3%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述:
实施例1
本实施例提高5052铝合金冷轧态塑性的方法的步骤如下:向5052铝合金板坯中添加0.01%Sr,通过热轧、热处理工序制备再结晶态的板坯,板坯厚度为10mm,将制得的板坯分两步冷轧,第一步冷轧经三个轧制道次,控制板坯进入轧机时的表面温度为63℃,将板材轧制至2.5mm厚,在第一步冷轧后进行一次中间退火,中间退火温度为350℃,保温时间1.5h;第二步冷轧经三个轧制道次,控制板坯进入轧机时的表面温度为66℃,将板材轧制至0.2mm厚。
实施例2
本实施例向5052铝合金板坯中添加0.03%Sr,板坯进入轧机时的表面温度为61℃,第二次冷轧前板材表面温度为65℃,其余特征与实施例1相。
实施例3
本实施例向5052铝合金板坯中添加0.05%Sr,板坯进入轧机时的表面温度为62℃,其余特征与实施例1相同。
实施例4
本实施例提高5052铝合金冷轧态塑性的方法的步骤如下:向5052铝合金板坯中添加0.01%Sr,通过热轧、热处理工序制备再结晶态的板坯,板坯厚度为16mm,将制得的板坯分两步冷轧,第一步冷轧经三个轧制道次,控制板坯进入轧机时的表面温度为90℃,将板材轧制至4.8mm厚,在第一步冷轧后进行一次中间退火,中间退火温度为380℃,保温时间1h;第二步冷轧经三个轧制道次,控制板坯进入轧机时的表面温度为89℃,将板材轧制至0.8mm厚。
实施例5
本实施例向5052铝合金板坯中添加0.03%Sr,板坯进入轧机时的表面温度为89℃,第二次冷轧前板材表面温度为88℃,其余特征与实施例4相同。
实施例6
本实施例向5052铝合金板坯中添加0.05%Sr,板坯进入轧机时的表面温度为89℃,第二次冷轧前板材表面温度为90℃,其余特征与实施例4相同。
实施例7
本实施例提高5052铝合金冷轧态塑性的方法的步骤如下:向5052铝合金板坯中添加0.01%Sr,通过热轧、热处理工序制备再结晶态的板坯,板坯厚度为10mm,将制得的板坯分两步冷轧,第一步冷轧经两个轧制道次,控制板坯进入轧机时的表面温度为70℃,将板材轧制至2.8mm厚,在第一步冷轧后进行一次中间退火,中间退火温度为360℃,保温时间1.2h;第二步冷轧经两个轧制道次,控制板坯进入轧机时的表面温度为77℃,将板材轧制至0.5mm厚。
实施例8
本实施例向5052铝合金板坯中添加0.03%Sr,板坯进入轧机时的表面温度为71℃,第二次冷轧前板材表面温度为78℃,其余特征与实施例7相同。
实施例9
本实施例向5052铝合金板坯中添加0.05%Sr,板坯进入轧机时的表面温度为71℃,其余特征与实施例7相同。
表1对比例与实施例的化学成分(质量分数/%):
从表1化学成分比较来看,本发明实施例与对比例合金的主要区别在于在合金中增加了Sr。
对比例1
对比例1的合金成分如表1所示,通过热轧、热处理工序制备再结晶态的板坯,板坯厚度为10mm,将制得的板坯分两步冷轧,控制板坯进入轧机时的表面温度为125℃,第一步冷轧经两个个轧制道次,将板材轧制至2.8mm厚,在第一步冷轧后进行一次中间退火,中间退火温度为350℃,保温时间1.5h;第二次冷轧前板材表面温度为125℃,第二步冷轧经三个轧制道次,将板材轧制至0.2mm厚。
对比例2
对比例2的合金成分如表1所示,通过热轧、热处理工序制备再结晶态的板坯,板坯厚度为16mm,将制得的板坯分两步冷轧,控制板坯进入轧机时的表面温度为30℃,第一步冷轧经三个轧制道次,将板材轧制至4.8mm厚,在第一步冷轧后进行一次中间退火,中间退火温度为400℃,保温时间1h;第二次冷轧前板材表面温度为30℃,第二步冷轧经三个轧制道次,将板材轧制至0.8mm厚。
对比例3
对比例3的合金成分如表1所示,,通过热轧、热处理工序制备再结晶态的板坯,板坯厚度为10mm,将制得的板坯分两步冷轧,控制板坯进入轧机时的表面温度为71℃,第一步冷轧经四个轧制道次,将板材轧制至1.5mm厚,在第一步冷轧后进行一次中间退火,中间退火温度为360℃,保温时间1.2h;第二次冷轧前板材表面温度为77℃,第二步冷轧经一个轧制道次,将板材轧制至0.5mm厚。
表2对比例与实施例的力学性能指标:
根据表2可知,本发明实施例强度高于对比例,延伸率高于对比例。