一种6XXX铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种6XXX铝合金及其制备方法，属于铝合金技术领域，所述6XXX铝合金包括以下质量百分比的成分：Si:0.4

【技术实现步骤摘要】
一种6XXX铝合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铝合金
，尤其涉及一种6XXX铝合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前汽车轻量化首选材料是铝合金，尤其是汽车底盘零部件。铝合金中的6XXX铝合金易加工，耐蚀性好，焊接性能好并且具有中等强度，十分适合车底盘用。因汽车底盘零部件长期工作在交变应力状态下，因此要求制备零件的合金具有良好的疲劳性能。
[0003]研究人员通过等径角挤压或其他剧烈变形方式获得高密度位错，或细小的再结晶组织从而提高合金强度，进而提高合金的疲劳性能。当下提高铝合金疲劳前度的方法可以归纳为：其一是强化机体屈服强度，从而增加疲劳裂纹萌生的临界应力；其二是细化晶粒尺寸，增加抵抗疲劳裂纹扩展的距离进而降低其扩展速率。
[0004]但是不同晶界因自身抵抗裂纹扩展能力不同，对疲劳裂纹扩展速度的影响也各不相同。目前调控晶界的取向差降低疲劳裂纹扩展速率方面仍存在空白。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种6XXX铝合金及其制备方法，以在铝合金组织中形成大量超细亚晶和纳米级强化相，并提升6XXX铝合金的强韧、耐疲劳和耐腐蚀性能。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术提出一种66XXX铝合金，所述铝合金包括以下质量百分比的各成分：Si:0.4
‑
1.4，Mg:0.4
‑
1.2，Cu:0
‑
0.6，Mn:0.2
‑
0.8，Cr:0.1
>‑
0.4，Ti≤0.03，Fe≤0.15，Zr≤0.2，Zn≤0.2，Ni≤0.01，Mo≤0.01，V≤0.01，单个杂质≤0.02，总杂质≤0.1，余量为Al；
[0007]所述铝合金经过熔铸、均匀化处理后，铝合金晶粒内部形成有均匀分布的纳米级弥散相，再经过热变形处理后，内部晶粒中晶界取向差小于5
°
的超细亚晶组织占比大于50％，小于10μm的低取向差亚晶占比大于60％。
[0008]优选地，所述铝合金成分中，Mn和Cr的总量不超过0.9％。
[0009]优选地，所述纳米级弥散相包括纳米级Al3X弥散相，其中X选自Ni，Ti，Zr，Mo，V中的一种或几种。
[0010]优选地，所述纳米级弥散相包括纳米级Al(FeMnY)Si弥散相，其中Y选自Cr和/或Cu。
[0011]优选地，所述弥散相的尺寸为20
‑
350nm。
[0012]优选地，所述晶粒中，晶界取向差小于5
°
的超细亚晶组织占比大于55％，小于10μm的低取向差亚晶占比大于75％。
[0013]本专利技术还提出一种6XXX铝合金的制备方法，包括如下制备步骤：
[0014]S1、对铝合金配料进行熔铸及均匀化处理；
[0015]S2、按一定加工条件对铝合金进行热变形，使处理后的铝合金型材中形成小取向
差的超细亚晶粒组织；
[0016]S3、对铝合金型材进行固溶或时效处理。
[0017]优选地，所述S2中的均匀化处理包括：
[0018]在240
‑
420℃的温度下均匀化处理5
‑
11h；
[0019]在520
‑
575℃的温度下均匀化处理9
‑
16h；
[0020]以90
‑
810℃/h的冷却速度进行冷却。
[0021]优选地，所述均匀化处理时的升温速率为≤3℃/min，冷却时以100
‑
810℃/h的冷却速率冷却至100℃以下。
[0022]优选地，所述S3中的热处理为锻造处理，锻造处理时的锻造温度为500
‑
550℃，变形速率为0.001
‑
10.5/s，变形量为0.45
‑
0.95。
[0023]本专利技术通过在6XXX铝合金的组织中获取0
‑5°
取向差的亚晶变形组织结构，由于取向差在0
‑5°
的小角度晶界具备较大的结合能，当疲劳裂纹沿此扩展时在单位面积上需要更多的能量将其撕裂。故小取向差和尺寸细小的亚晶组织不仅降低了疲劳每次扩展的辉纹宽度，而且增大了疲劳裂纹的前进距离，进而降低了疲劳裂纹的扩展速率。
[0024]本专利技术进一步从工艺途径获得所述的小角度超细亚晶组织，通过大量细小且均匀分布的20
‑
300nm尺寸的Al3X和Al(FeMnY)Si弥散相并结合热变形工艺钉扎亚晶界的迁移，细化亚晶尺寸将变形组织控制在50
‑
90％的比例，并且在变形组织中获得0
‑5°
取向差的亚晶。
[0025]本专利技术还进一步通过合金成分优化设计，使基体内析出的弥散相与基体共格，从而获得大量细小的弥散相。经过双极均匀化工艺改善弥散相的分布均匀性，通过热变形使弥散相获得大量细小且取向差小的亚晶，并且抑制再结晶的发生。以及通过热变形工艺，在晶界附近积塞位错，为析出相提供形核位置，进而缩小晶界无析出带PFZ，进一步提高晶界强度，从而进一步抑制疲劳裂纹的产生和扩展。
附图说明
[0026]图1是本专利技术6XXX铝合金制备方法的流程示意图；
[0027]图2是本专利技术实施例1铝合金组织中弥散相的分布示意图；
[0028]图3是本专利技术实施例1铝合金组织中S
‑
N曲线示意图；
[0029]图4是本专利技术实施例1铝合金的亚晶组织图；
[0030]图5是本专利技术实施例1铝合金组织中亚晶取向分布示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。
[0032]实施例1
[0033]本实施例提出的6xxx铝合金，包括以下质量百分比的各成分：Si:0.4，Mg:0.4，Cu:0.3，Mn:0.4，Cr:0.2，Ti:0.03，Fe:0.15，Zn:0.2，Zr:0.2，Ni:0.01，Mo:0.01，V:0.01，单个杂质≤0.02，总杂质≤0.1，余量为Al。
[0034]所述6xxx铝合金的制备方法，结合图1所示，包括以下制备步骤：
[0035]步骤一：配料，按所述铝合金的质量百分比的各成分进行配料，配料经过精炼静置和熔铸等工序，生产圆铸锭。
[0036]步骤二：均匀化处理，按照在240℃的温度下进行第一级均匀化处理5h，然后在520℃的温度下进行第二级均匀化处理9h，之后进行冷速为100℃/h的强风冷却，获得均匀分布的纳米级弥散相，包括如Al3(NiTiZrMoV)和Al(FeMnCrCu)Si弥散相的铝合金铸锭，如图2所示为弥散相分布的示意图，从图2中可以看出，弥散相分布细小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种6XXX铝合金，其特征在于，所述铝合金包括以下质量百分比的各成分：Si:0.4
‑
1.4，Mg:0.4
‑
1.2，Cu:0
‑
0.6，Mn:0.2
‑
0.8，Cr:0.1
‑
0.4，Ti≤0.03，Fe≤0.15，Zr≤0.2，Zn≤0.2，Ni≤0.01，Mo≤0.01，V≤0.01，单个杂质≤0.02，总杂质≤0.1，余量为Al；所述铝合金经过熔铸、均匀化处理后，铝合金晶粒内部形成有均匀分布的纳米级弥散相；再经过热变形处理后，内部晶粒中晶界取向差小于5
°
的超细亚晶组织占比大于50％，小于10μm的低取向差亚晶占比大于60％。2.根据权利要求1所述的6XXX铝合金，其特征在于，所述铝合金成分中，Mn和Cr的总量不超过0.9％。3.根据权利要求1所述的6XXX铝合金，其特征在于，所述纳米级弥散相包括纳米级Al3X弥散相，其中X选自Ni，Ti，Zr，Mo，V中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的6XXX铝合金，其特征在于，所述纳米级弥散相包括纳米级Al(FeMnY)Si弥散相，其中Y选自Cr和/或Cu。5.根据权利要求1所述的6XXX铝合金，其特征在于，所述弥散相的尺寸为20
‑
350nm。6.根据权利要求1所述的6XXX铝合金，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦简，李一，刘方镇，周维，李俊，周威虎，陈小村，长海博文，王旭，田进，张波，
申请(专利权)人：魏桥轻量化苏州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：