由轧制铝合金制成的板材以及用于制造该板材的方法技术

本发明专利技术示出了一种由轧制铝合金制成的板材以及用于制造该板材的方法。本发明专利技术提出了使板材具有再结晶度小于25％的部分再结晶组织，其中，该组织的未再结晶组织区处于回复状态并且沿轧制方向平均亚晶粒尺寸小于10μm，以达到高强度值。到高强度值。到高强度值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由轧制铝合金制成的板材以及用于制造该板材的方法


[0001]本专利技术涉及一种由轧制铝合金制成的板材以及用于制造该板材的方法。
[0002]已知由轧制EN AW
‑
6082铝合金制成的板材。这样的板材在T6状态下可以达到260MPa的屈服强度(R
p0.2
)。

技术介绍

[0003]为了使得由轧制Al
‑
Mg
‑
Si铝合金制成的板材在再结晶状态下产生更微细的晶粒组织，已知(EP1614760A1)在合金中掺入0.1重量％至0.4重量％的锆(Zr)。含有或不含Zr的板材在T4状态下的屈服强度(R
p0.2
)基本相同。

技术实现思路

[0004]本专利技术的任务在于改善一种由Al
‑
Mg
‑
Si铝合金制成的板材的强度、尤其是屈服强度(R
p0.2
)。此外，本专利技术的任务是为此提供一种可再现的方法。
[0005]本专利技术通过权利要求1的特征解决了所提出的与板材相关的任务。
[0006]如果铝合金具有0.7重量％至1.5重量％的硅(Si)、0.5重量％至1.3重量％的镁(Mg)、0.05重量％至0.6重量％的锰(Mn)、0.1重量％至0.3重量％的锆(Zr)，在该前提下可以实现强度、优选屈服强度(R
p0.2
)的增加。通过这样的组成，即考虑到与其他轧制6xxx合金相比所增加的Zr含量，可以调整板材的特殊组织
‑r/>即基本上回复的组织，也就是具有再结晶晶粒的比例低的组织。为此，板材具有再结晶度小于25％的部分再结晶组织，如果该组织的未再结晶组织区处于回复状态且沿轧制方向平均亚晶粒尺寸小于10μm，则可以提高强度。所以可以出人意料地确定的是，基于具有Zr的铝合金的组成，会在组织中形成相对微细分布的金属间含Zr微粒，例如(Al,Si)3Zr或Al3Zr微粒，这引起了亚晶界的固定，从而获得了相对低的再结晶度，同时实现了相对小的亚晶粒尺寸。通过板材的这些特殊的微观结构或组织，可以显著提高板材的屈服强度(R
p0,2
)。
[0007]此外，铝合金可以分别可选地以下述含量额外包含一种或多种如下列举的元素：最多0.5重量％的铜(Cu)、最多0.7重量％的铁(Fe)、最多0.1重量％的铬(Cr)、最多0.2重量％的钛(Ti)、最多0.5重量％的锌(Zn)、最多0.2重量％的锡(Sn)、最多0.1重量％的锶(Sr)、最多0.2重量％的钒(V)、最多0.2重量％的钼(Mo)；优选地，所述板材是由轧制6xxx系铝合金制成的。
[0008]为了实现高比例的回复组织，优选再结晶度较低。如果再结晶度小于15％，则情况尤其如此。在一个实施形式中，再结晶度小于5％，以使得组织中回复结构的比例高，从而可以确保获得高强度。
[0009]如果沿轧制方向平均亚晶粒尺寸小于或等于5μm，则上述情况可以进一步得到改善。
[0010]如果板材具有T6状态、例如T651状态，则板材的强度可以进一步得到提高。
[0011]基于T6状态，板材还可以具有大于350MPa的屈服强度(R
p0.2
)。
[0012]如果铝合金进一步调整一种或多种下述列举的元素，则可以进一步改善板材的性能：
[0013]Si:如果铝合金具有0.9重量％至1.3重量％的硅(Si)，则可以进一步提高其强度。尤其是如果铝合金具有1.0重量％至1.2重量％的硅(Si)。
[0014]Mg:如果铝合金具有0.75重量％至0.95重量％的镁(Mg)，由此可以实现铝合金中可溶性镁的最佳点，而且可以通过包含镁和硅的相进一步提高强度。
[0015]Mn:通过使铝合金中锰(Mn)的含量为0.3重量％至0.5重量％，可以增加包含Mn和Zr的微粒的比例以进一步增加板材的强度，尤其是在T6状态下的强度。
[0016]Zr:锆含量的进一步提高，即0.15重量％至0.25重量％的锆，可以进一步提高板材的强度。例如，这是因为Zr更好地阻碍了组织的再结晶并实现了微粒密度的增加。所以，通过增加Zr的含量，可以确定出相对热稳定的亚晶界强化，该亚晶界强化即使在最高570℃的热处理后仍然存在活性。如果铝合金具有0.18重量％至0.22重量％的锆(Zr)，则上述性能会进一步得到改善。
[0017]Cu:如果铝合金具有0.1重量％至0.5重量％的铜(Cu)，则可以进一步提高板材的强度。同时，铜(Cu)的为0.5重量％的上限有助于使板材保持低的腐蚀敏感性。
[0018]Si+Mg+Cu:Si和Mg(例如调整到最大溶解度)与Cu组合尤其有助于提高析出物的体积分数。
[0019]Fe:此外，铁(Fe)的最多为0.7重量％的含量可以有助于进一步提高强度。例如，Fe的含量最少可以为0.1重量％。
[0020]优选地，铝合金的金属间相具有平均微粒尺寸最大为100nm(纳米)的含Zr微粒，其中含Zr微粒的数量大于或等于1
×
106微粒/mm2。基于这样的微粒尺寸和微粒数量可以改善亚晶界的固定，由此回复区域和未再结晶区域的比例进一步提高。此外，这些可以进一步降低回复组织区的平均亚晶粒尺寸，由此可以进一步提高板材的强度。
[0021]如果含Zr微粒的平均微粒尺寸在30nm至100nm的范围，上述情况可以进一步得到改善。
[0022]如果含Zr微粒的数量小于或等于100
×
106微粒/mm2，也可以证明是有利的。
[0023]此外，如果含Zr微粒的数量大于或等于5
×
106微粒/mm2，则是有利的。
[0024]尤其是所述板材适用于机械制造。
[0025]本专利技术通过权利要求10的特征解决了所提出的与方法相关的任务。
[0026]其中，应用了对轧制锭进行多级均质化、随后加速冷却(淬火)至室温的方法，与其他已知的方法相比，可以可再生地产生具有相对低的再结晶度以及具有相对小的亚晶粒尺寸的基本回复的组织。其中，实施了第一温度范围为300℃至400℃的第一均质化，接着实施了随后的第二温度范围为500℃至低于所述铝合金的固相线温度10℃的第二均质化。
[0027]一般来说，加速冷却(通常称为淬火)可以理解为是在比室温和静止空气中冷却得更快的冷却(参见Friedrich Ostermann：Anwendungstechnologie Aluminium，第3版，出版年2014：固溶退火后的冷却)。
[0028]优选地，第一均质化可以在大于或等于0.5小时和/或最多为4天的第一保持时间和/或5K/min的最大升温速率进行。由此，可以进一步提高组织中含Zr微粒的数量。
[0029]优选地，第二均质化在大于或等于0.5小时和/或最多24小时的第二保持时间进
行，以进一步缩小组织中的浓度差异。
[0030]经均质化的轧制锭的热轧可以在低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.由轧制铝合金制成的板材，所述铝合金具有下述合金组分：0.7重量％至1.5重量％的硅(Si)，0.5重量％至1.3重量％的镁(Mg)，0.05重量％至0.6重量％的锰(Mn)，0.1重量％至0.3重量％的锆(Zr)，分别可选地，最多0.5重量％的铜(Cu)，最多0.7重量％的铁(Fe)，最多0.1重量％的铬(Cr)，最多0.2重量％的钛(Ti)，最多0.5重量％的锌(Zn)，最多0.2重量％的锡(Sn)，最多0.1重量％的锶(Sr)，最多0.2重量％的钒(V)，最多0.2重量％的钼(Mo)，以及其余的铝和由于制造而不可避免的分别具有最大0.05重量％并且总共至多0.15重量％的杂质，其中，所述板材具有再结晶度小于25％的部分再结晶组织，其中，所述组织的未再结晶组织区处于回复状态且沿轧制方向平均亚晶粒尺寸小于10μm。2.根据权利要求1所述的板材，其特征在于，所述再结晶度小于15％、尤其小于5％。3.根据权利要求1或2所述的板材，其特征在于，沿轧制方向平均亚晶粒尺寸小于或等于5μm。4.根据权利要求1至3中任一项所述的板材，其特征在于，所述板材具有T6状态、尤其具有T651状态。5.根据权利要求4所述的板材，其特征在于，所述板材的屈服强度(R
p0.2
)大于350MPa。6.根据权利要求1至5中任一项所述的板材，其特征在于，所述轧制铝合金具有：0.9重量％至1.3重量％的硅(Si)、尤其是1.0重量％至1.2重量％的硅(Si)，和/或0.75重量％至0.95重量％的镁(Mg)，和/或0.3重量％至0.5重量％的锰(Mn)，和/或0.15重量％至0.25重量％的锆(Zr)、尤其是0.18重量％至0.22重量％的锆(Zr)，和/或0.1重量％至0.5重量％的铜(Cu)，和/或最多0.5重量％的铁(Fe)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的板材，其特征在于，所述铝合金的金属间相具有平均微粒尺寸最大为100nm的含Zr微粒，其中，含Zr微粒的数量大于或等于1
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106微粒/mm2，尤其大于或等于5
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106微粒/mm2。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：亚马格轧制公司，
类型：发明
国别省市：