一种5系铝合金板材及其制备方法和应用与流程

文档序号:15457752发布日期:2018-09-15 01:38

本发明涉及一种5系铝合金板材及其制备方法和应用,属于铝合金材料技术领域。



背景技术:

5083铝合金是一种生产生活中常见的Al-Mg系(5XXX系)铝合金,具有中等的强度、较好的延伸性和可焊性,并且在各种船只、军舰结构部件方面的制造上得到更为广泛的应用。此外,5083还具有良好的抗腐蚀性能和较好的成形性能,是铁道客货运列车、高速列车、磁悬浮列车、双层客车、地铁列车等为达到轻量化目标而使用的首选材料。

虽然现有5083铝合金已经具有较好的性能,但在实际应用,特别是作为列车使用时,其强度和塑性仍然存在不足之处。其中原因之一冷却效果不理想。现有5系铝合金板材在热连轧处理后通常采用自然空冷,虽然部分板材也会采用强制风冷,但对冷却速度没有特别要求,仅仅是缩短了冷却时间而已。

为了进一步改善现有5系铝合金板材的冷却效果,特提出本申请。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本发明提出一种针对5XXX系铝合金板材加工的新工艺,具体地说,是针对现有5XXX系铝合金板材在热轧后冷却方式的改进。采用本发明所述的冷却方式,可制备出细晶粒尺寸的板材,从而提高了5XXX系铝合金板材材料的强度和塑性。

本发明是采用如下技术方案实现的。

一种5系铝合金板材的制备方法,其特征在于,以15-25℃/秒的降温速率将热轧后的铝合金板材强制冷却至200℃以下。

优选地,所述降温速率为20-25℃/秒。

优选地,所述强制冷却的方式为风冷,如适用工业吹风机。

优选地,所述铝合金板材厚度为4~16mm。

优选地,所述铝合金板的终轧温度为380℃~420℃。

优选地,所述5系铝合金优选为5083铝合金。

本发明还提供由上述方法制得的5系铝合金板材。所得5系铝合金板材的晶粒尺寸小于30μm。

本发明还提供上述5系铝合金板材在铁道客货运列车、高速列车、磁悬浮列车、双层客车、地铁列车、新能源汽车等领域中的应用。

本发明取得的有益效果如下:

本申请发明人在对5系铝合金加工工艺的长期研究中意外发现,当采用特定冷却速度对热轧板材进行冷却,并控制卷曲温度不高于200℃的情况下,铝合金板材的强度和伸长率可显著提高。进而通过一系列试验,确定了5系铝合金板材在热轧后强制风冷的冷却速度范围(15~25℃/秒);如此既能控制第二相大量析出,又能满足工业实际操作。

采用本发明所述的方法制得的5系铝合金板材,具有晶粒尺寸相对更细(晶粒尺寸小于30μm),材料的强度相对更高,塑性相对更好。

附图说明

图1为本发明所述5系铝合金板材的制备工艺流程图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。

实施例中5083铝合金铸锭的化学成分见表1。

表1

实施例1

本实施例提供一种5系铝合金的制备方法,包括:

(1)通过熔铸得到5083铝合金400mm厚扁锭,成分见表1,在500℃下均匀化退火48h,铣平铸锭各表面。

(2)将铸锭加热到420℃后出炉热轧到4mm厚。

(3)采用吹风机对热轧出口处5083板材进行冷却,冷却速度为15℃/秒,冷却到200℃后的板材卷曲成材。

(4)得到的5083板材的拉伸试验按GB/T228.1-2010进行,测得的拉伸性能如表2所示。

实施例2

本实施例提供一种5系铝合金的制备方法,包括:

(1)通过熔铸得到5083铝合金400mm厚扁锭,成分见表1,在500℃下均匀化退火48h,铣平铸锭各表面。

(2)将铸锭加热到420℃后出炉热轧到4mm厚。

(3)采用吹风机对热轧出口处5083板材进行冷却,测量板材的冷却速度为20℃/秒,冷却到190℃后的板材卷曲成材。

(4)得到的5083板材的拉伸试验按GB/T228.1-2010进行,测得的拉伸性能如表2所示。

实施例3

本实施例提供一种5系铝合金的制备方法,包括:

(1)通过熔铸得到5083铝合金400mm厚扁锭,成分见表1,在500℃下均匀化退火48h,铣平铸锭各表面。

(2)将铸锭加热到420℃后出炉热轧到16mm厚。

(3)采用吹风机对热轧出口处5083板材进行冷却,测量板材的冷却速度为25℃/秒,冷却到200℃后的板材卷曲成材。

(4)得到的5083板材的拉伸试验按GB/T228.1-2010进行,测得的拉伸性能如表2所示。

对比例1

本例提供一种5系铝合金的制备方法,包括:

(1)通过熔铸得到5083铝合金400mm厚扁锭,成分见表1,在500℃下均匀化退火48h,铣平铸锭各表面。

(2)将铸锭加热到420℃后出炉热轧到4mm厚。

(3)采用自然风对热轧出口处5083板材进行冷却,测量板材的冷却速度为10~14℃/秒,冷却期间冷却速度不稳定,冷却到200℃后的板材卷曲成材。

(4)得到的5083板材的拉伸试验按GB/T228.1-2010进行,测得的拉伸性能如表2所示。

对比例2

本例提供一种5系铝合金的制备方法,包括:

(1)通过熔铸得到5083铝合金400mm厚扁锭,成分见表1,在500℃下均匀化退火48h,铣平铸锭各表面。

(2)将铸锭加热到420℃后出炉热轧到4mm厚。

(3)采用吹风机对热轧出口处5083板材进行冷却,测量板材的冷却速度为26~30℃/秒,冷却到200℃后的板材卷曲成材。

(4)得到的5083板材的拉伸试验按GB/T228.1-2010进行,测得的拉伸性能如表2所示。

对比例3

本例提供一种5系铝合金的制备方法,包括:

(1)通过熔铸得到5083铝合金400mm厚扁锭,成分见表1,在500℃下均匀化退火48h,铣平铸锭各表面。

(2)将铸锭加热到420℃后出炉热轧到16mm厚。

(3)采用吹风机对热轧出口处5083板材进行冷却,测量板材的冷却速度为25℃/秒,冷却到220℃后的板材卷曲成材。

(4)得到的5083板材的拉伸试验按GB/T228.1-2010进行,测得的拉伸性能如表2所示。

表2本发明实施例1-3与对比实施例1-3所得板材的拉伸性能对比

通过上述实施例和对比例所得板材的拉伸性能对比可知,采用本发明所述冷却方法所得的5系铝合金板材在强度与延伸率方面明显优于对比例。

经检测,上述实施例1-3所得5系铝合金板材的晶粒尺寸均小于30μm。

虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

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