一种5系铝合金板材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种5系铝合金板材及其制备方法和应用。所述5系铝合金板材的制备方法是以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。采用本发明专利技术所述的冷却方式，可制备得到晶粒尺寸小于30μm的细晶板材，从而提高了5XXX系，特别是5083铝合金板材材料的强度和延伸性。

【技术实现步骤摘要】
一种5系铝合金板材及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种5系铝合金板材及其制备方法和应用，属于铝合金材料

技术介绍
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。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种针对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。采用本专利技术所述的冷却方式，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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术还提供上述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。本专利技术取得的有益效果如下：本申请专利技术人在对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。采用本专利技术所述的方法制得的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为本专利技术所述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专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。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本专利技术实施例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，采用本专利技术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专利技术作了详尽的描述，但在本专利技术基础上，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，在不偏离本专利技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本专利技术要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种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。

【技术特征摘要】
1.一种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。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述降温速率为20-25℃/秒。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述强制冷却的方式为风冷。4.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于，所述铝合金板材厚度为4～16...

【专利技术属性】
技术研发人员：林化强，孙琳，田爱琴，丁叁叁，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37