【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有色金属材料合金化及其制备，尤其涉及一种屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金及其制备方法与应用。
技术介绍
1、现有国标商用5a06铝合金(mg：5.8％-6.8％，zn≤0.2％，mn：0.5％-0.8％，ti：0.02％-0.1％，cu≤0.1％，fe≤0.4％，si≤0.4％)由于气焊接性能好、耐腐蚀、比强度高等特点，主要应用在各种耐腐蚀的中强度结构中，例如：海上石油钻井平台的结构件、火箭燃料箱体等。然而，该类合金不可热处理强化，主要依靠固溶强化和形变强化，因此，其屈服强度面临不超过160mpa的瓶颈。若能超过200mpa且保持可焊性能，可满足耐蚀承重结构件的大型化、轻量化，在航空航天、海洋工程等领域有重大的应用前景。
2、合金化是有效提高铝合金强度的手段，其原理是：一方面可提高固溶强化效果，另一方面可形成第二相促使合金获得第二相强化。在5a06合金中，最有效的固溶强化元素是mg，但mg含量不宜超过7.0wt.％，过多容易在晶界上连续析出β相，造成塑性和耐腐蚀性能迅速恶化。zn在al中的固溶度较高，当zn的含量超过2.1wt.％后，能有效提高5a06合金的屈服强度并保持良好的耐腐蚀性能(参考文献1：张进松,许晓静,张洁,等.zn、mg对5a06型铝合金热轧材性能的影响.金属热处理,2019,44(12):72-74.)，然而高含量的zn会恶化其焊接性能，甚至导致不可焊接。另外，中国专利cn 109022953 a公开了zn合金化的高强度高抗晶间腐蚀5a06型铝合金及其制备方法，其成分包括：m
3、通过同时加入ti、zr、sc微合金化，也可提高5a06合金棒材的屈服强度(参考文献2：林顺岩,周志军,温庆红,等.微量合金元素ti、zr、sc对5a06铝合金棒材粗晶组织的影响.铝加工,2017,239(6):14-21.)，合金棒材在经过挤压系数近20热挤压后，屈服强度可超过220mpa，断后伸长率不低于14％。但是，其工艺流程复杂，添加了昂贵元素sc，且为高挤压比的棒材，而以板材为主流应用的5a06铝合金变形程度远小于挤压棒材，因此形变强化较低；此外，均未提及焊接性能。因此，提供一种成本低、工艺简单、屈服强度不低于200mpa、可焊接的5a06型铝合金具有重要的应用前景。
技术实现思路
1、近年来，在航空航天、海洋工程等领域对5xxx系铝合金的新要求是在焊接后还能保持和母材基本相当的力学性能。但在5a06铝合金，焊接前后的拉伸屈服强度均不超过160mpa，通过简单添加较高含量的1种或2种合金元素，可实现屈服强度提升至200mpa，但焊接性能急剧恶化。基于此，本专利技术的目的在于提供一种屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金及其制备方法与应用，旨在获得高强且可焊接的5a06型铝合金，满足某些特定场景需求。
2、本专利技术提供的屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金，通过同时添加低含量的zn、cu、zr元素进行协同强化，实现焊接前后强度均不低于200mpa。合金中并未添加贵重的sc、ag等贵重金属，在成本方面无疑具有一定优势，且所用的热轧和激光焊接工艺较易实现，因此具有良好的工业应用前景。
3、本专利技术的技术方案如下：
4、一种屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金，按重量百分比计，所述屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金的组成为：mg：5.8-6.5％，zn：1.0-1.8％，cu：0.15-0.35％，zr：0.10-0.25％，cr：0.05-0.1％，ti：0.05-0.2％，mn：0.6-0.75％，fe≤0.4％，si≤0.4％，其余为al及不可消除的杂质。
5、优选的，所述屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金的制备方法包括：将原料混合后熔炼、浇注、双级均匀化、热轧、退火。
6、优选的，按重量百分比计，合金的组成为：mg：5.8-6.2％，zn：1.0-1.8％，cu：0.15-0.35％，zr：0.15-0.25％，cr：0.05-0.1％，ti：0.05-0.2％，mn：0.6-0.75％，fe≤0.4％，si≤0.4％，其余为al及不可消除的杂质。
7、优选的，按重量百分比计，合金的组成为：mg：5.8-6.2％，zn：1.0-1.8％，cu：0.15-0.35％，zr：0.15-0.25％，cr：0.1％，ti：0.1-0.15％，mn：0.62-0.65％，fe≤0.4％，si≤0.4％，其余为al及不可消除的杂质。
8、优选的，其屈服强度不低于200mpa，抗拉强度不低于360mpa，断后伸长率不低于7％；焊接后的屈服强度不低于200mpa，抗拉强度不低于350mpa，断后伸长率不低于6％。
9、进一步优选的，所述的焊接工艺为：打磨、清洗、风干后进行激光焊接。
10、更优选的，所述打磨采用砂纸打磨铝合金表面；所述清洗用酒精清洗，再用去离子水冲洗；
11、更优选的，所述的激光焊接工艺为：功率4.2kw-5.0kw，摆动频率：300-350hz，摆幅：2-3mm，圆形摆动波形，离焦量：+5-+7，机头倾角：7°-8°，焊接速度：0.025-0.03m/s。
12、上述的屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金的制备方法，包括以下步骤：
13、将原料混合后熔炼、浇注、双级均匀化、热轧、退火。
14、优选的，所述原料为铝、锌、al-mg合金、al-cu合金、al-zr合金、al-5ti-b合金和al-cr合金；所述熔炼的温度为730-750℃，浇注的温度为710-730℃，浇注前用氩气进行除气，浇注获得的铸锭厚度为18-22mm。
15、优选的，所述的双级均匀化处理工艺为：先410-420℃保温8-16h，再470-490℃保温16-48h，于60-75℃温水中冷却；
16、优选的，所述的热轧的温度为440-465℃，最终轧制的温度大于400℃，轧制的总变形量应为70-80％，轧制的总道次应为8-10道次；前4-6道次中，每道次的变形量应为5％-8％，后4-6道次的变形量至少为10％，最终合金板厚应为4-5mm；
17、优选的，所述的退火工艺为：420-490℃保温2-6h，于空气中冷却。
18、上述的屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金在制备轻质耐腐蚀零件中的应用。如航空航天器件、轨道交通及汽车领域。
19、本专利技术具有以下有益效果：
20、(1)本专利技术提供一种屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金，通过添加低含量的zn、cu、zr元素进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种屈服强度200MPa级可焊5A06型铝合金，其特征在于，按重量百分比计，所述屈服强度200MPa级可焊5A06型铝合金的组成为：Mg：5.8-6.5％，Zn：1.0-1.8％，Cu：0.15-0.35％，Zr：0.10-0.25％，Cr：0.05-0.1％，Ti：0.05-0.2％，Mn：0.6-0.75％，Fe≤0.4％，Si≤0.4％，其余为Al及不可消除的杂质。
2.根据权利要求1所述的屈服强度200MPa级可焊5A06型铝合金，其特征在于，所述屈服强度200MPa级可焊5A06型铝合金的制备方法包括：将原料混合后熔炼、浇注、双级均匀化、热轧、退火。
3.根据权利要求1所述的屈服强度200MPa级可焊5A06型铝合金，其特征在于，按重量百分比计，合金的组成为：Mg：5.8-6.2％，Zn：1.0-1.8％，Cu：0.15-0.35％，Zr：0.15-0.25％，Cr：0.05-0.1％，Ti：0.05-0.2％，Mn：0.6-0.75％，Fe≤0.4％，Si≤0.4％，其余为Al及不可消除的杂质。
4.根据权利要求1所述的屈服强度
5.根据权利要求1所述的屈服强度200MPa级可焊5A06型铝合金，其特征在于，其屈服强度不低于200MPa，抗拉强度不低于360MPa，断后伸长率不低于7％；焊接后的屈服强度不低于200MPa，抗拉强度不低于350MPa，断后伸长率不低于6％。
6.根据权利要求5所述的屈服强度200MPa级可焊5A06型铝合金，其特征在于，所述的焊接工艺为：打磨、清洗、风干后进行激光焊接；
7.权利要求1-6任一项所述的屈服强度200MPa级可焊5A06型铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述原料为铝、锌、Al-Mg合金、Al-Cu合金、Al-Zr合金、Al-5Ti-B合金和Al-Cr合金；所述熔炼的温度为730-750℃，浇注的温度为710-730℃，浇注前用氩气进行除气，浇注获得的铸锭厚度为18-22mm。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的双级均匀化处理工艺为：先410-420℃保温8-16h，再470-490℃保温16-48h，于60-75℃温水中冷却；
10.权利要求1-6任一项所述的屈服强度200MPa级可焊5A06型铝合金在制备轻质耐腐蚀零件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金，其特征在于，按重量百分比计，所述屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金的组成为：mg：5.8-6.5％，zn：1.0-1.8％，cu：0.15-0.35％，zr：0.10-0.25％，cr：0.05-0.1％，ti：0.05-0.2％，mn：0.6-0.75％，fe≤0.4％，si≤0.4％，其余为al及不可消除的杂质。
2.根据权利要求1所述的屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金，其特征在于，所述屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金的制备方法包括：将原料混合后熔炼、浇注、双级均匀化、热轧、退火。
3.根据权利要求1所述的屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金，其特征在于，按重量百分比计，合金的组成为：mg：5.8-6.2％，zn：1.0-1.8％，cu：0.15-0.35％，zr：0.15-0.25％，cr：0.05-0.1％，ti：0.05-0.2％，mn：0.6-0.75％，fe≤0.4％，si≤0.4％，其余为al及不可消除的杂质。
4.根据权利要求1所述的屈服强度200mpa级可焊5a06型铝合金，其特征在于，按重量百分比计，合金的组成为：mg：5.8-6.2％，zn：1.0-1.8％，cu：0.15-0.35％，zr：0.15-0.25％，cr：0.1％，ti：0.1-0.1...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。