一种添加Zr和稀土Sc元素提高Al-5.2Mg-0.3Mn合金的制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料技术领域，特别是涉及一种添加 Zr和稀± Sc元素提高 A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金的制备工艺。
【背景技术】
[0002] 传统的Al-Mg-Mn合金是一种可焊、中强、成型性能好的不可热处理强化的轻质铅 合金，目前该类合金主要用作航空航天、舰船等领域的结构材料。增加 Mg的含量，采用固溶 强化是提高该类合金强度的一个主要手段，可是即使将Mg含量提高到6. 3%，其抗拉强度也 仅为340 MPa,屈服强度为180 MPa,仍满足不了实际应用中的高强需要。而且Mg含量的提 高，往往会造成合金晶界上的阳极相（M巧A18)的析出，即增加了合金的剥蚀敏感性。因此 Al-Mg-Mn合金的中强、对剥蚀的敏感性限制了它的广泛应用。向Al-Mg-Mn合金中添加微量 稀±元素 Sc,特别是联合添加微量Sc和Zr,可显著提高合金强度和塑性。所W寻找最佳力 学性能和塑性性能组合成为研制Al-Mg-Mn合金中的一个重要方向。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是：提供一种添加 Zr和稀± Sc元素提高 A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金的制备工艺，最佳力学性能和塑性性能，W克服现有技术问题的不足。
[0004] 本发明采用的技术方案是；一种添加 Zr和稀± Sc元素提高A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金 的制备工艺，包括W下步骤： (1) 制备含微量Sc和Zr的A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金，所添加微量Sc和Zr元素质量分数 分别为 0. 25% 和 0. 12〇/〇 ; (2) 均匀化退火处理；温度250 °C，保温时间12h ; (3) 热社； (4) 冷社； (3)稳定化退火处理；温度35(TC，保温时间比。
[0005] 所述步骤（1)中采用半连续铸造冶金法制备合金。
[0006] 本发明有益效果；与现有技术相比，本发明采用添加微量Sc，Zr的添加能显著 提高Al-Mg-Mn合金的强度，改善合金强度和塑性的配合。经过35(TC/1 h稳定化退火 Al-Mg-Mn-Sc-Zr具有优良的综合力学性能，通过添加微量Sc、Zr元素，减少Mg的含量，选 择合理的退火工艺，得到力学性能和塑性达到理想组合的Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金。
【具体实施方式】
[0007] -种添加 Zr和稀± Sc元素提高A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金的制备工艺，包括W下步 骤： (1)制备含微量Sc和Zr的A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金，所添加微量Sc和Zr元素质量分数 分别为 0. 25% 和 0. 12〇/〇 ; (2) 均匀化退火处理；温度250 °C，保温时间12h ; (3) 热社； (4) 冷社； (3)稳定化退火处理；温度35(TC，保温时间比。
[0008] 所述步骤（1)中采用半连续铸造冶金法制备合金。
[0009] 采用上述一种添加 Zr和稀±Sc元素提高A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金的制备工艺，制备 了含和不含微量Sc和Zr的A1-5. 2Mg-0. 3Mn合金，可W得出如表1所示的经过不同稳定化 退火处理的Al-Mg-Mn合金和Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金的力学性能，可见含Sc和Zr的3#，4# 合金的强度大大高于未含Sc和Zr的1#和2#合金的强度，未含Sc和Zr的Al-Mg-Mn合金 的强度随退火温度升高而降低的幅度较大，而含Sc和Zr的Al-Mg-Mn合金强度随退火温度 升高而降低的幅度要小的多，它们的延伸率均保持在10% W上，可见Sc和Zr的添加大大提 高了合金的强度，改善了合金的强度和塑性的配合。
[0010] 表1试验用合金及其力学性能
【主权项】
1. 一种添加 Zr和稀土 Sc元素提高Al-5. 2Mg-0. 3Mn合金的制备工艺，其特征在于：包 括以下步骤： (1) 制备含微量Sc和Zr的Al-5. 2Mg-0. 3Mn合金，所添加微量Sc和Zr元素质量分数 分别为0. 25%和0. 12% ; (2) 均匀化退火处理：温度250 °C，保温时间12h ; (3) 热轧； (4) 冷轧； (3)稳定化退火处理：温度350°C，保温时间lh。2. 根据权利要求1所述的一种添加 Zr和稀土 Sc元素提高Al-5. 2Mg-0. 3Mn合金的制 备工艺，其特征在于：所述步骤（1)中采用半连续铸造冶金法制备合金。
【专利摘要】本发明提供一种添加Zr和稀土Sc元素提高Al-5.2Mg-0.3Mn合金的制备工艺，采用半连续铸造冶金法制备了含微量0.25%Sc和0.12%Zr的Al-5.2Mg-0.3Mn合金铸锭，铸锭经均匀化退火、热轧、冷轧工艺，再经350℃/1h稳定化退火工艺处理，显著提高Al-Mg-Mn合金的强度，改善合金强度和塑性的配合，强度达到420MPa，抗拉伸率13.2%。
【IPC分类】C22C21/06, C22F1/047
【公开号】CN105525162
【申请号】CN201410512017
【发明人】刘小会
【申请人】刘小会
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年9月29日