本发明专利技术涉及高强高韧Al-Mg-Si-Cu变形铝合金及制备方法，合金中：Mg0.6~1.5wt.%，Si0.8~1.6wt.%，Cu0.2~0.8wt.%，Mn0.2~1.0wt.%，Cr0.1~0.4wt.%，Ti0.01~0.1wt.%，Fe≤0.25wt.%，不可避免的杂质总和≤0.15wt.%，余量为Al。其制法：采用半连续铸造方式制备合金铸锭；然后均匀化，铸锭在循环风炉中随炉升温至520~570?C，保温4~10h，空冷；再进行热加工热变形，经过均匀化处理后的铸锭，在热加工装备上热加工，保证合金热加工的终了温度不低于350℃，应变量不低于0.5；最后热处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，属于有色金属
技术介绍
世界交通运输车辆总的发展趋势是轻量化，以达到节能降耗和减小污染的目的。 多年来，铝材以众多独特的性能、良好的加工成形性和较低的生产成本，逐渐替代汽车中的钢材，成为促进汽车轻量化的重要材料之一。与传统铸铁材料相比，采用铝合金锻件生产汽车部件不仅可以使重量大大减轻， 强度、韧性及延展性大幅度提高，而且还可以使材料获得可靠的内部质量和优异的综合性能。因此，开发具有优异性能的铝合金锻件产品为实现汽车轻量化，降低污染和能源消耗具有重要意义。汽车上采用的传统锻造铝合金是6061合金，由于其Mg和Si含量较低，热处理后材料的屈服强度仅为280MI^左右。随着汽车轻量化的发展需要，对材料的力学性能提出了更加严格的要求，同时要求材料更易于加工，生产成本更低。研究表明，在6X X X系合金中，通过增加Mg和Si的含量来提高Mg2Si强化相的数量可以进一步提高合金的强度，但增加到一定程度后，不仅不能获得期望的强度值，还会严重降低材料的塑性及韧性。此外， 6XXX系铝合金在锻造和固溶过程中易发生再结晶，产生粗大晶粒，导致力学性能急剧降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现高强高韧Al-Mg-Si-Cu变形铝合金，特点是其成分的质量百分含量为Mg 0. 6 1. 5wt. %，Si 0. 8 1. 6wt. %，Cu 0. 2 0. 8wt. %，Mn 0. 2 1. Owt. %，Cr 0. Γθ. 4wt. %，Ti 0. ΟΓΟ. lwt. %，Fe ( 0. 25wt. %，不可避免的杂质总和彡0. 15wt. %，余量为Al。本专利技术高强高韧Al-Mg-Si-Cu变形铝合金的制备方法，首先，采用半连续铸造方式制备合金铸锭，在制造过程中控制成分含量Mg 0. 6^1. 5wt. %, Si 0. 8^1. 6wt. %, Cu 0. 2 0. 8wt. %，Mn 0. 2 1. Owt. %，Cr 0. Γθ. 4wt. %，Ti 0. θΓθ. lwt. %，Fe ( 0. 25wt. %，不可避免的杂质总和<0. 15wt.%，余量为Al ；然后均勻化，铸锭在循环风炉中随炉升温至 52(T570°C，保温圹10h，空冷；再进行热加工热变形，经过均勻化处理后的铸锭，在热加工装备上热加工，保证合金热加工的终了温度不低于350°C，应变量不低于0. 5 ；最后热处理， 在52(T570°C保温广2h，淬火，然后在17(T200°C时效处理4 9h。进一步地，上述的高强高韧Al-Mg-Si-Cu变形铝合金的制备方法，所述合金经过半连续铸造、均勻化、热加工以及热处理后，合金的亚晶百分数>60%，亚晶晶粒尺寸< 25 μ m。本专利技术技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在本专利技术通过优化合金的成分及加工工艺，减小亚晶(晶粒)尺寸、提高亚晶百分数，强化相细小弥散，显著提高合金的性能；本专利技术合金的力学性能、耐蚀性能和疲劳性能均明显优于常规工艺制得的合金。附图说明下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明 图1 合金较优锻造组织照片；图2 发生粗晶锻造组织照片； 图3 应变量较小的锻造组织照片。具体实施例方式高强高韧Al-Mg-Si-Cu变形铝合金，成分的质量百分含量为Mg 0. 6^1. 5wt. %, Si 0. 8 1. 6wt. %，Cu 0. 2 0. 8wt. %，Mn 0. 2 1. Owt. %，Cr 0. Γθ. 4wt. %，Ti 0. θΓθ. lwt. %， Fe ( 0. 25wt. %，不可避免的杂质总和< 0. 15wt. %，余量为Al。本专利技术高强高韧Al-Mg-Si-Cu变形铝合金的制备方法，首先，采用半连续铸造方式制备合金铸锭，在制造过程中控制成分含量Mg 0. 6^1. 5wt. %, Si 0. 8^1. 6wt. %, Cu 0. 2 0. 8wt. %，Mn 0. 2 1. Owt. %，Cr 0. Γθ. 4wt. %，Ti 0. θΓθ. lwt. %，Fe ( 0. 25wt. %，不可避免的杂质总和<0. 15wt.%，余量为Al ；然后均勻化，铸锭在循环风炉中随炉升温至 52(T570°C，保温圹10h，空冷；再进行热加工热变形，经过均勻化处理后的铸锭，在热加工装备上热加工，保证合金热加工的终了温度不低于350°C，应变量不低于0. 5 ；最后热处理， 在52(T570°C保温广2h，淬火，然后在17(T200°C时效处理4 9h。通过该方法制备的合金， 亚晶(晶粒)尺寸< 25 μ m、亚晶百分数彡60%、强化相细小弥散，因此强度高、韧性、疲劳以及耐蚀性好。本专利技术的铝合金在较低变形温度的热加工情况下，原始铸造晶粒被拉长，内部有较多呈近似等轴状的亚晶，亚晶之间的取向差较小；在较高变形温度的锻造情况下，亚晶之间的取向差较大，有些甚至超过15°，成为大角晶界。全部由大角晶界组成的亚晶，即热变形过程中形成的新的动态再结晶晶粒。除此之外，较高变形温度的合金的亚晶尺寸也相应较大。根据上述描述，合金的微观组织用两个参数来定量表述，分别为亚晶(晶粒)尺寸及亚晶百分数。亚晶界以15°和2°为临界值，大于15°为大角度晶界、介于15°和2°之间的为小角度亚晶界、2°以下的认为不存在亚晶界。亚晶(晶粒)尺寸以2°以上的晶界(包含小角度亚晶界及大角度晶界)进行统计。亚晶百分数的定义则是2° ^15°之间亚晶界占整个晶界的百分数。合金加工组织特征通过这上述两个参数可以表述为，变形温度的越高，亚晶百分数越小、亚晶(晶粒)尺寸越大。本专利技术的合金在热加工之后进行固溶时效热处理。在固溶热处理时，合金组织会发生变化，固溶处理后亚晶(晶粒)尺寸均会发生长大，但长大趋势与合金的变形温度有关， 锻造温度越高，长大趋势越小。当变形温度过低时，合金会因变形储能太多而发生静态再结晶形成粗晶，导致力学性能急剧下降。因此，本专利技术制备的变形铝合金，变形温度适当，避免了变形温度太低而在固溶过程形成的粗晶，也避免了锻造温度太高而导致较低的亚晶百分数。除在加工工艺控制组织、 改善性能外，还在成分上保证了合金的高强高韧。Mg和Si是6X X X系铝合金中的主要合金元素，本专利技术合金通过控制Mg和Si的比值及过剩Si含量来提高材料强度。Cu和其他合金元素一起形成细小弥散分布的强化相， 显著提高材料的时效硬化性能，但Cu含量不能过高，否则合金的耐腐蚀性能下降。Mn和Cr 有两方面的作用，第一个作用是合金在均勻化过程中会析出细小弥散的第二相，这些第二相在固溶热处理过程中抑制了位错的移动，起着稳定锻造亚晶组织的作用，从而提高合金的强度、韧性、疲劳和耐腐蚀性能；第二个作用是使含狗相从针状的β相转变为块状的α 相，在一定程度上减轻脆性针状的β相对韧性、疲劳等性能的有害影响。Ti在铸造过程中细化铸态晶粒，Fe在本专利技术合金中为杂质元素，会与其他元素一起形成粗大难溶的金属间化合物。合金元素过多会形成过多的第二相，降低材料的力学性能、韧性和疲劳性能，因此将其控制在合理的范围内。下面结合具体实施例对本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 高强高韧Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ－Ｃｕ变形铝合金，其特征在于其成分的质量百分含量为：Ｍｇ ０．６～１．５ｗｔ．％，Ｓｉ ０．８～１．６ｗｔ．％，Ｃｕ ０．２～０．８ｗｔ．％，Ｍｎ ０．２～１．０ｗｔ．％，Ｃｒ ０．１～０．４ｗｔ．％，Ｔｉ ０．０１～０．１ｗｔ．％，Ｆｅ≤０．２５ｗｔ．％，不可避免的杂质总和≤０．１５ｗｔ．％，余量为Ａｌ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：长海博文，徐义，韩逸，郭世杰，李炼，马科，
申请(专利权)人：苏州有色金属研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：32
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