一种高强韧性超细晶变形铝合金及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铝合金及其制备方法，尤其涉及一种高强韧性超细晶变形铝合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002]铝合金是金属材料中用途广泛的轻金属之一，使用量仅次于钢铁材料。根据合金元素的含量与加工工艺的特点，铝合金可以分为变形铝合金与铸造招合金两类。变形铝合金是熔铸成型后，再经过热挤压、乳制方法等加工形成的各种板材、线材、型材以及棒材。按照成分与性能特点，变形铝合金又可以分为不能热处理强化铝合金、可热处理强化铝合金。变形银合金具有密度小、重量轻、良好的密封性能、比强度和比刚度高、导电导热性好并且有良好的耐腐蚀性等特点，因而广泛应用于交通运输、建筑、电子电气、包装等领域。
[0003]现有技术中的铝合金的强度和韧性均无法满足实际使用时的需求。
【发明内容】
[0004]为解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出一种高强韧性超细晶变形铝合金及其制备方法，得到的铝合金具有优异的任性和强度。
[0005]本发明提出的一种高强韧性超细晶变形铝合金，其元素按重量百分比包括:S1.4-0.8 %、Fe0.6-0.8 %、Cu0.15-0.35 %、Mn0.10-0.20 %、Mg0.8-1.2 %、Cr0.15-0.35 %、Zn0.15-0.35 %、T1.1-0.3 %，余量为 A1。
[0006]优选地，其元素按重量百分比包括:Si0.5-0.7 %、Fe0.65-0.75 %、Cu0.20-0.30 %、Mn0.12-0.18 %、Mg0.9-1.1 %、Cr0.18-0.32 %、Zn0.18-0.32 %、T1.15-0.25%，余量为 Al。
[0007]优选地，其元素按重量百分比包括:Si0.6%、Fe0.7%, Cu0.25%, Mn0.15%,Mgl.0%、Cr0.25%、Zn0.25%、T1.2%，余量为 Al。
[0008]本发明提出的一种高强韧性超细晶变形铝合金的制备方法，包括如下步骤:
[0009]S1、恪炼:将招锭、招-娃合金、招-铁合金、招-铜合金、招-猛合金、招-镁合金、铬锭、铝-锌合金和钛锭在750-780°C熔化形成合金液，在780-820°C进行除气精炼，在740-780 °C进行保温静置10_30min，浇铸得到铸锭；
[0010]S2、固熔热处理:将S1得到的铸锭加热至500-540°C，保温40_80min，然后进行水淬；
[0011]S3、锻造:将S2中固熔热处理后的铸锭升温至120-140°c，保温10_30min，经过一道次锻造后，再加热3-7min，然后进行水淬；
[0012]S4、热处理:将S3锻造后的铸锭进行时效处理，时效处理的温度为110-130°C，时效处理的时间为10-20h。
[0013]优选地，S1中，除气精炼过程中，精炼剂加入量为炉料量的炉料量0.5-0.8%，精炼后合金液氢含量为0.2-0.4ml/100g。
[0014]优选地，S3中，一道次锻造具体为:先对铸锭进行上下方向的捶打，然后前后方向的捶打，最后进行左右方向的捶打。
[0015]优选地，S4中，时效处理的温度为115-125°C，时效处理的时间为12_18h。
[0016]本发明的高强韧性超细晶变形铝合金的制备方法中，首先进行熔炼，熔炼的过程中进行除气精炼，保温静置得到铸锭，接着对铸锭进行固熔热处理，固熔热处理能够消除或减少铝合金坯料中的某些组织缺陷，使强化相尽量溶解，从而改善合金的工艺塑性，然后通过一道次锻造工艺处理，锻造变形前后材料的形状基本保持不变，可以通过控制多向锻造变形道次来获得不同晶粒尺寸的材料。经过多向锻造后，晶粒得到显著细化，形成强变形组织和高密度位错胞亚结构；经过时效处理后，晶粒略有长大，组织中有些晶粒尺寸小于lpm，也有稍粗的晶粒存在，仍保持超细晶的组织状态，晶粒分布变得较均匀，晶界轮廓平直化，组织中仍存在高密度位错胞和强变形亚晶，大量超细的第二相颗粒析出并弥散分布在铝基体上。
[0017]固溶处理是通过将合金加热到一定温度，使合金中的其他相溶入基体，形成单相固溶体，碎火将固溶处理后的合金以较大的速度冷却，合金室温组织仍保持为单相固溶体。浮火得的过饱和固溶体有脱溶的倾向，时效处理就是使浮火后的过饱和固溶体脱溶、析出第二相的过程。固溶与时效配合使用，可以使材料获得良好的性能。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
[0019]实施例1
[0020]本发明提出的一种高强韧性超细晶变形铝合金的制备方法，包括如下步骤:
[0021]S1、恪炼:将招锭、招-娃合金、招-铁合金、招-铜合金、招-猛合金、招-镁合金、铬锭、铝-锌合金和钛锭在765°C熔化形成合金液，然后对合金液的组分进行调控，调控后合金液的组分为:S1.6%^ Fe0.7%^ Cu0.25%、Mn0.15%、Mgl.0%^ Cr0.25%、Zn0.25%、T1.2%，余量为A1 ;在800°C进行除气精炼，除气精炼过程中，精炼剂加入量为炉料量的炉料量0.65%，精炼后合金液氢含量为0.3ml/100g，在760°C进行保温静置20min，浇铸得到铸锭；
[0022]S2、固熔热处理:将S1得到的铸锭加热至520°C，保温60min，然后进行水淬；
[0023]S3、锻造:将S2中固熔热处理后的铸锭升温至130°C，保温20min，经过一道次锻造后，再加热5min，然后进行水淬，其中，一道次锻造具体为:先对铸锭进行上下方向的捶打，然后前后方向的捶打，最后进行左右方向的捶打；
[0024]S4、热处理:将S3锻造后的铸锭进行时效处理，时效处理的温度为120°C，时效处理的时间为15h。
[0025]实施例2
[0026]本发明提出的一种高强韧性超细晶变形铝合金的制备方法，包括如下步骤:
[0027]S1、恪炼:将招锭、招-娃合金、招-铁合金、招-铜合金、招-猛合金、招-镁合金、铬锭、铝-锌合金和钛锭在750°C熔化形成合金液，然后对合金液的组分进行调控，调控后合金液的组分为:S1.4%^ Fe0.8%^ Cu0.15%、Mn0.20%、Mg0.8%^ Cr0.35%、Zn0.15%、T1.3%，余量为A1 ;在780°C进行除气精炼，除气精炼过程中，精炼剂加入量为炉料量的炉料量0.8%，精炼后合金液氢含量为0.2ml/100g,在780°C进行保温静置lOmin，浇铸得到铸锭;
[0028]S2、固熔热处理:将S1得到的铸锭加热至540°C，保温40min，然后进行水淬；
[0029]S3、锻造:将S2中固熔热处理后的铸锭升温至140°C，保温lOmin，经过一道次锻造后，再加热7min，然后进行水淬，其中，一道次锻造具体为:先对铸锭进行上下方向的捶打，然后前后方向的捶打，最后进行左右方向的捶打；
[0030]S4、热处理:将S3锻造后的铸锭进行时效处理，时效处理的温度为110°C，时效处理的时间为20h。
[0031]实施例3
[0032]本发明提出的一种高强韧性超细晶变形铝合金的制备方法，包括如下步骤: