一种Al-Mg-Zn系合金及其合金板材的制备方法，属于有色金属领域。Al-Mg-Zn系合金的质量百分比含量为，4.0～5.7％Mg，2.5～4.0％Zn，0～0.4％Cu，0.4～1.2％Mn，0～0.1％Cr，0～0.15％Ti，0.05～0.25％Zr，0～0.4％Fe，0～0.4％Si，其余为Al。该合金充分利用Al-Zn-Mg-Cu系列合金的主要强化相η-MgZn2以及T-Mg2Al3Zn3及其过渡相的强化作用，采用本发明专利技术的制备工艺，使该合金在时效析出过程中具有优异的时效强化效果。由本发明专利技术所制备的合金T6态板材相对于传统的H131冷轧态板材具有更加优异的强度及延伸率。所制备的合金板材适用于装甲以及船舶等铝合金相关领域。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，属于有色金属领域。Al-Mg-Zn系合金的质量百分比含量为，4.0～5.7％Mg，2.5～4.0％Zn，0～0.4％Cu，0.4～1.2％Mn，0～0.1％Cr，0～0.15％Ti，0.05～0.25％Zr，0～0.4％Fe，0～0.4％Si，其余为Al。该合金充分利用Al-Zn-Mg-Cu系列合金的主要强化相η-MgZn2以及T-Mg2Al3Zn3及其过渡相的强化作用，采用本专利技术的制备工艺，使该合金在时效析出过程中具有优异的时效强化效果。由本专利技术所制备的合金T6态板材相对于传统的H131冷轧态板材具有更加优异的强度及延伸率。所制备的合金板材适用于装甲以及船舶等铝合金相关领域。【专利说明】
本专利技术属于有色金属及其制备领域，尤其涉及一种高强度可工业化应用的 Al-Mg-Zn型合金，及由这种合金制得的板材产品。 专利技术背景 为了降低动力用燃料和提高大型运载工具的效益，降低结构重量已是一种必然的 趋势。高Mg的5X X X系铝合金具有良好的抗腐蚀性、成形性、可焊性以及中等强度，是装 甲以及船舶减重用板材的最佳选择之一，如H321和Hl 16状态的5X X X系铝合金是大型 船舶用板材的重要结构材料，H131和H136状态的5X X X系铝合金则广泛应用于军用装 甲车外板及坦克底板。目前国际上已有的AA5083、AA5383及AA5059等合金在这个领域都 取得了相当成功的应用。其中美国铝业协会1999年登记注册的AA5059合金在AA5083合 金的基础上大幅提高了合金中Mg、Zn和Cu的含量，在保持延伸率基本不变的前提下，显著 提高了合金的屈服强度和抗拉强度，同时保持合金的抗腐蚀性不低于AA5083合金。该合金 以其优异的综合性能正逐步占据装甲以及船舶材料领域的市场。 上述三种合金的组成范围分别为：AA5083 :Mg含量为4. 0至4. 9，Mn含量为0. 4至 1. 0, Cr含量为0. 05至0. 25, Zn含量最高为0. 25, Cu含量最高为0. 1，Ti含量最高为0. 15， Fe含量最高为0. 4, Si含量最高为0. 4 ;AA5383 :Mg含量为4. 0至5. 2, Mn含量为0. 7至 1. 0, Cr含量最高为0. 25, Zn含量最高为0. 4, Cu含量最高为0. 2, Ti含量最高为0. 15, Fe 含量最高为〇. 25, Si含量最高为0. 25, Zr含量最高为0. 2 ;AA5059 :Mg含量为5. 0至6. 0， Mn含量为0. 6至1. 2, Cr含量最高为0. 25, Zn含量为0. 4至0. 9, Cu含量最高为0. 25, Ti 含量最高为〇. 2, Fe含量最高为0. 5, Si含量最高为0. 45, Zr含量为0. 05至0. 25。其中 AA5059 合金也公开在 US-6695935-Bl、US-6238495-Bl、CN-101233252-A 和 CN-101631882-A 专利中。 我们目前已经申请的专利（申请号201410117124. 8)在AA5059合金的基础上，进 一步微量提高合金中Zn的含量，通过优化合金的加工工艺，进一步提高了合金H131状态的 力学性能以及H321状态的力学性能和抗腐蚀性能。该合金不仅可应用于船舶材料领域，同 时也可用做装甲板材料等。另一份专利（申请号201410381094. 1)在此基础上继续添加 Zn 含量并且通过优化合金的加工工艺，增大合金的冷轧量，显著提高了合金的强度以及抗晶 间腐蚀性能。 本专利技术基于Al-Zn_Mg(7xxx系）合金脱溶沉淀形成球状GP区一η' 一 η (MgZn2), 球状GP区一Τ' 一 T(Al2Mg3Zn3),固溶时效处理起析出强化作用的科学思想，提出了 5χχχ 系合金设计的新概念。通过在5χχχ系合金中引入大量Zn来降低Mg的相对固溶含量，大量 消耗Al-Mg析出相，促使晶内生成大量含Zn复合相，起析出强化作用。调整合金的固溶成 分，将不可热处理析出强化的5 XXX系合金转化成可时效析出强化型合金，显著提高合金的 力学性能。这是本方法与AA5059合金添加少量Zn的本质区别。这样就为研究开发高强度 高延伸率的新合金提供了新思路，具有良好的研究和应用前景。
技术实现思路
： 为了克服现有技术的不足，针对常规Al-Mg系合金时效析出不够理想的特点，开 发出一种可以时效析出强化的新型Al-Mg-Zn系合金，显著提高5X X X系铝合金的力学性 能。 本专利技术通过相图成分设计和优化首先对Al-Mg-Zn合金的成分范围进行选择，然 后通过熔炼铸造等加工工艺制备所设计的合金，并对其冷轧态以及时效析出态进行研究， 最终确定具有冷轧态以及时效析出强化态Al-Mg-Zn合金的成分。 本专利技术的第一目的在于提供一种具有高强度的新型5X X X系Al-Mg-Zn合金，其 特征在于该合金的化学成分具有质量百分比含量为：4. 0?5. 7% Mg, 2. 5?4. 0% Zn, 0? 0· 4% Cu，0. 4 ?L 2% Μη，0 ?0· 1% Cr，0 ?0· 15% Ti，0. 05 ?0· 25% Zr，0 ?0· 4% Fe, 0?0.4% Si,其余为A1。 优选的，所述铝合金的质量百分比含量为，4. 3?5. 5% Mg, 2. 5?3. 5% Zn, 0? 0· 2% Cu，0. 6 ?L 0% Μη，0 ?0· 1% Cr，0 ?0· 15% Ti，0. 05 ?0· 25% Zr，0 ?0· 2% Fe, 0?0.2% Si,其余为A1。 本专利技术的第二目的在于提出一种上述新型5X X X系Al-Mg-Zn合金的制备方法。 所述合金时效析出强化态板材制备工艺如下：合金成分选择一合金的熔炼铸造一双级均匀 化退火一热轧变形一中间退火一冷轧变形一固溶水淬处理一双级T6时效处理。 优选的，所述铝合金板材的双级均匀化退火工艺具体为：将熔炼铸造后的合金试 样以20?40°C /h升温速率开始从室温升温至425?440°C保温3?8h，然后再以20? 40°C /h升温速率继续升温至510?535°C保温5?15h，最后再以20?40°C /h降温速率 随炉降温至室温。 优选的，所述铝合金板材的热轧变形工艺具体为：将试样加热到470?500°C保温 2h，进行变形量为90%以上的热变形，终轧温度大于380°C。 优选的，所述铝合金板材的中间退火工艺具体为：将试样加热到350?450°C保温 0. 5?2h，然后空冷。 优选的，所述铝合金板材的冷轧变形工艺具体为：试样冷轧变形量为10?30%。 优选的，所述铝合金板材的固溶及水淬处理工艺具体为：将试样在500?535°C的 盐浴炉中保温10?30min，然后直接进行水淬。 优选的，所述铝合金板材的双级T6时效处理工艺具体为：将试样在50?100°C的 热处理炉中进行12?24h的第一级时效处理，然后再在110?160°C进行10?30h的第二 级时效处理。 通过上述技术方案，本专利技术具有如下的优越性：本专利技术的新型5XXX系 Al-Mg本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Al‑Mg‑Zn系合金，其特征在于，Al‑Mg‑Zn系合金质量百分比含量为，4.0～5.7％Mg，2.5～4.0％Zn，0～0.4％Cu，0.4～1.2％Mn，0～0.1％Cr，0～0.15％Ti，0.05～0.25％Zr，0～0.4％Fe，0～0.4％Si，其余为Al。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张迪，候胜利，张济山，庄林忠，刘君城，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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