權(quán)利要求

1.一種快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟A：將熱處理爐升溫至熱處理溫度;熱處理溫度為330～400℃;

步驟B：將經(jīng)過軋制的鋁合金板材置于熱處理爐中，在熱處理溫度下進(jìn)行保溫，保溫過程中使用加壓裝置持續(xù)對(duì)鋁合金板材的板面施加垂直于軋制方向的壓力;保溫時(shí)間為20～100min，保溫過程中，加壓裝置對(duì)鋁合金板材施加大于0且小于或等于20MPa的壓力;

步驟C：取出鋁合金板材，使其空冷至室溫。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，其特征在于，在步驟B中：加壓裝置包括承載部件、液壓部件和壓緊部件，承載部件與鋁合金板材發(fā)生面接觸并承載鋁合金板材，而后液壓部件驅(qū)動(dòng)壓緊部件與鋁合金板材發(fā)生面接觸并對(duì)鋁合金板材的板面施加壓力。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，其特征在于，步驟B中，承載部件與壓緊部件均設(shè)置在熱處理爐內(nèi)，鋁合金板材朝向承載部件的板面完全貼合承載部件的表面，鋁合金板材朝向壓緊部件的板面完全貼合壓緊部件的表面;承載部件與壓緊部件的位置對(duì)應(yīng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，其特征在于，步驟B的保溫過程中，壓緊部件對(duì)鋁合金板材施加的壓力的變化量小于或等于0.5 MPa/10min。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，其特征在于，步驟B中，鋁合金板材與承載部件接觸后2s內(nèi)，壓緊部件在液壓部件的驅(qū)動(dòng)下壓緊鋁合金板材。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，其特征在于，步驟A中，熱處理溫度為330～370℃;

步驟B中，保溫時(shí)間為40～60min，加壓裝置對(duì)鋁合金板材施加5～20MPa的壓力。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，其特征在于，步驟B中，熱處理爐內(nèi)的溫度波動(dòng)范圍小于或等于±1℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，其特征在于，步驟A中，熱處理溫度為350℃;步驟B中，保溫時(shí)間為60min，加壓裝置對(duì)鋁合金板材施加15MPa的壓力。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，其特征在于，鋁合金板材為5182鋁合金經(jīng)冷軋制成，冷軋時(shí)的壓下率為31%～34%;5182鋁合金的化學(xué)組成為4.0wt.%～5.0wt.%的鎂、0.2wt.%～0.4wt.%的錳、0.1wt.%～0.15wt.%的硅、0.15wt.%～0.25wt.%的鐵、0.02wt.% ～0.06wt.%的銅和0.01wt.%～0.03wt.%的鉻，余量為鋁。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，其特征在于，冷軋時(shí)的壓下率為33%，5182鋁合金中的化學(xué)組成為4.6wt.%的鎂、0.35wt.%的錳、0.11wt.%的硅、0.21wt.%的鐵、0.04wt.%的銅和0.01wt.%的鉻，余量為鋁。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明涉及有色金屬材料及其熱處理技術(shù)領(lǐng)域。具體地說是一種快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法。

背景技術(shù)

[0002]隨著交通運(yùn)輸、航空航天、建筑裝飾、電子電器等領(lǐng)域的快速發(fā)展，鋁合金由于其自身具有的低密度、較高的力學(xué)性能、較好的耐腐蝕性能和機(jī)加工性能等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用也得到了飛速的發(fā)展。鋁合金軋制板材，由于在制備過程中消除了大量的內(nèi)部缺陷，從而獲得了較好的綜合性能，在航空航天、汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛，其應(yīng)用可以大大降低飛機(jī)和汽車的重量和燃油消耗。

[0003]但是，鋁合金軋制板材在軋制過程中，沿著軋制方向的組織會(huì)被拉長(zhǎng)，形成長(zhǎng)條狀晶粒的條帶狀組織，而垂直于軋制方向的組織為等軸晶組織。鋁合金軋制板材的微觀組織呈現(xiàn)出各向異性的特點(diǎn)，從而也會(huì)帶來合金性能的各向異性，這對(duì)于合金的應(yīng)用十分不利。目前，為了解決鋁合金軋制板材微觀組織和力學(xué)性能存在的各向異性，往往通過再結(jié)晶退火的方法，對(duì)鋁合金板材進(jìn)行再結(jié)晶退火，形成大量細(xì)小的等軸再結(jié)晶晶粒，在保溫過程中這些細(xì)小的再結(jié)晶晶粒會(huì)長(zhǎng)大，但仍然保持等軸形狀。為了使鋁合金板材的組織更均勻，往往需要使合金在較高溫度(再結(jié)晶溫度以上)保溫一段時(shí)間，這也勢(shì)必會(huì)使合金的晶粒尺寸和合金中化合物的尺寸長(zhǎng)大，最終引起合金性能的降低。例如，5052鋁合金軋制板材在400℃下保溫1h后，沿軋制方向的微觀組織基本轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蚯业容S的組織，5A06鋁合金經(jīng)過390℃下保溫2h后，合金沿軋制方向的微觀組織基本轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶組織，但隨著溫度增加和保溫時(shí)間延長(zhǎng)，合金的微觀組織逐漸粗化。

[0004]由此可見，為了使鋁合金軋制板材沿軋制方向的組織轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶組織，需要對(duì)其進(jìn)行較高溫度或較長(zhǎng)時(shí)間的再結(jié)晶退火處理。目前的再結(jié)晶退火處理方式增加了經(jīng)濟(jì)和時(shí)間成本，因此急需開發(fā)一種可以快速在較低溫度下，使鋁合金軋制板材沿軋制方向的組織轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶組織的方法，以降低成本，并避免鋁合金在退火過程中晶粒長(zhǎng)大和化合物尺寸長(zhǎng)大引起的力學(xué)性能降低的負(fù)面作用。

發(fā)明內(nèi)容

[0005]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，該方法可以在降低熱處理溫度和減少熱處理時(shí)間的情況下，快速使軋制鋁合金板材獲得等與常規(guī)再結(jié)晶退火相比更細(xì)小的軸晶組織。

[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，包括如下步驟：

步驟A：將熱處理爐升溫至熱處理溫度;

步驟B：將經(jīng)過軋制的鋁合金板材置于熱處理爐中，在熱處理溫度下進(jìn)行保溫，保溫過程中使用加壓裝置持續(xù)對(duì)鋁合金板材的板面施加垂直于軋制方向的壓力;若再結(jié)晶退火過程中，加壓裝置在其他方向?qū)︿X合金板材施加壓力，則不利于等軸晶組織的獲得;

步驟C：取出鋁合金板材，使其空冷至室溫。

[0007]合金在軋制等變形后，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的應(yīng)變能，使合金處于不穩(wěn)定的高能狀態(tài)。這種應(yīng)變能不僅會(huì)影響合金的穩(wěn)定性，還會(huì)作為驅(qū)動(dòng)力促進(jìn)合金的再結(jié)晶過程。在這個(gè)過程中，應(yīng)變能的存在會(huì)使晶界向一側(cè)弓出，形成所謂的“晶界弓出”現(xiàn)象。弓出的位置為再結(jié)晶的晶核提供了生長(zhǎng)點(diǎn)，進(jìn)而形成再結(jié)晶晶粒。這種再結(jié)晶機(jī)制被稱為應(yīng)變誘發(fā)晶界遷移機(jī)制，或者更具體地說，是晶界弓出形核機(jī)制。

[0008]在一般的熱處理(再結(jié)晶退火)過程中，應(yīng)變能將逐漸釋放，應(yīng)變誘發(fā)晶界遷移機(jī)制引起的再結(jié)晶逐漸減少，但如果再結(jié)晶退火時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，已有的晶粒會(huì)過度長(zhǎng)大，導(dǎo)致合金的組織均勻性和力學(xué)性能較差。而在熱處理時(shí)使用加壓裝置對(duì)鋁合金板材的板面施加垂直于軋制方向的力，能夠使合金在再結(jié)晶處理時(shí)保持較高的應(yīng)變能，減緩應(yīng)變能的釋放，使合金一直處于高能的狀態(tài)，從而促進(jìn)合金的再結(jié)晶進(jìn)程，減少再結(jié)晶退火所需保溫時(shí)間，防止晶核過度長(zhǎng)大，使鋁合金中沿軋制方向的條帶狀組織在較低的溫度和較短的時(shí)間條件下轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蚯壹?xì)小的等軸晶組織。

[0009]上述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，在步驟B中：加壓裝置包括承載部件、液壓部件和壓緊部件;承載部件與鋁合金板材發(fā)生面接觸并承載鋁合金板材，而后液壓部件驅(qū)動(dòng)壓緊部件與鋁合金板材發(fā)生面接觸并對(duì)鋁合金板材的板面施加壓力。

[0010]上述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，步驟B中，承載部件與壓緊部件均設(shè)置在熱處理爐內(nèi)，鋁合金板材朝向承載部件的板面完全貼合承載部件的表面，鋁合金板材朝向壓緊部件的板面完全貼合壓緊部件的表面;承載部件與壓緊部件的位置對(duì)應(yīng)。

[0011]上述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，步驟B的保溫過程中，壓緊部件對(duì)鋁合金板材施加的壓力的變化量小于或等于0.5 MPa/10min。壓緊部件對(duì)鋁合金板材施加的壓力應(yīng)盡量保持穩(wěn)定，以控制鋁合金板材在加工過程中的形變，使得再結(jié)晶退火過程中，鋁合金內(nèi)部的應(yīng)變能保持穩(wěn)定;應(yīng)變能的改變會(huì)改變晶粒的長(zhǎng)大速率和形態(tài)，因此，在保溫過程中保持壓緊部件對(duì)鋁合金板材施加的壓力的穩(wěn)定，有利于鋁合金內(nèi)部的晶粒能以相對(duì)均勻的速度長(zhǎng)大，并形成等軸晶組織，進(jìn)而有助于保持合金微觀組織的均勻性，提升合金的力學(xué)性能。

[0012]上述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，步驟B中，鋁合金板材與承載部件接觸后2s內(nèi)，壓緊部件在液壓部件的驅(qū)動(dòng)下壓緊鋁合金板材。在鋁合金板材放在承載部件表面之后，壓緊部件應(yīng)盡快壓緊鋁合金板材，以減少鋁合金板材無壓熱處理的時(shí)間，防止鋁合金在無壓狀態(tài)下升溫至再結(jié)晶退火溫度并發(fā)生再結(jié)晶退火，而又在再結(jié)晶退火過程中轉(zhuǎn)變?yōu)槭軌籂顟B(tài)，造成晶粒生長(zhǎng)缺陷，并進(jìn)一步導(dǎo)致合金組織均勻性下降。

[0013]上述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，步驟A中，熱處理溫度為330～400℃;熱處理溫度過高將會(huì)引起合金晶粒尺寸及化合物尺寸的過度長(zhǎng)大，不利于合金力學(xué)性能的改善;熱處理溫度過低將需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能使合金獲得理想的等軸晶組織，將會(huì)付出更多的時(shí)間成本。

[0014]步驟B中，保溫時(shí)間為20～100min，加壓裝置對(duì)鋁合金板材施加大于0且小于或等于20MPa的壓力。保溫時(shí)間過短則不利于形成等軸晶組織;時(shí)間過長(zhǎng)雖然會(huì)獲得等軸晶組織，但是會(huì)付出更多的時(shí)間成本，也會(huì)使合金晶粒尺寸及化合物尺寸長(zhǎng)大，同樣不利于合金力學(xué)性能的改善。對(duì)鋁合金板材施加的壓力過低，獲得等軸晶組織的效率將會(huì)降低，或者需要對(duì)鋁合金在較高的溫度下進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的熱處理才能獲得等軸晶組織;而施加壓力過高，雖然有助于快速獲得等軸晶組織，但是可能會(huì)使合金發(fā)生變形。

[0015]上述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，步驟B中，熱處理爐內(nèi)的溫度波動(dòng)范圍小于或等于±1℃。熱處理過程中溫度維持相對(duì)穩(wěn)定，有利于控制等軸晶組織的尺寸均勻性，提高鋁合金的整體質(zhì)量和可靠性。

[0016]上述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，步驟A中，熱處理溫度為350℃;步驟B中，保溫時(shí)間為60min，加壓裝置對(duì)鋁合金板材施加15MPa的壓力。

[0017]上述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，鋁合金板材為5182鋁合金經(jīng)冷軋制成，冷軋時(shí)的壓下率為31%～34%;5182鋁合金的化學(xué)組成為4.0wt.%～5.0wt.%的鎂、0.2wt.%～0.4wt.%的錳、0.1wt.%～0.15wt.%的硅、0.15wt.%～0.25wt.%的鐵、0.02wt.%～0.06wt.%的銅和0.01wt.%～0.03wt.%的鉻，余量為鋁。冷軋壓下率根據(jù)實(shí)際需求及5182鋁合金的變形能力確定，當(dāng)合金的軋制壓下率較大時(shí)，其力學(xué)性能會(huì)由于缺陷的減少或消除而變得相對(duì)較好;但是，若合金冷軋時(shí)的壓下率(變形量)過大，合金可能會(huì)出現(xiàn)破裂的情況，使產(chǎn)品失效，同時(shí)更高的壓下率對(duì)軋制設(shè)備的要求也更高。且對(duì)于上述元素組成的5182鋁合金而言，冷軋時(shí)過大的壓下率將會(huì)加劇帶狀組織的形成，熱處理時(shí)需要更大的壓力、更高的熱處理溫度、更長(zhǎng)的熱處理時(shí)間才能使合金獲得等軸晶組織。

[0018]上述的快速使鋁合金獲得等軸晶組織的加壓熱處理方法，冷軋時(shí)的壓下率為33%，5182鋁合金中的化學(xué)組成為4.6wt.%的鎂、0.35wt.%的錳、0.11wt.%的硅、0.21wt.%的鐵、0.04wt.%的銅和0.01wt.%的鉻，余量為鋁。

[0019]本發(fā)明的技術(shù)方案取得了如下有益的技術(shù)效果：

1、本發(fā)明提出的一種加壓熱處理方法，通過在330～400℃的熱處理溫度下保溫20～100min，并在保溫過程中對(duì)5182鋁合金施加大于0且小于或等于20MPa的壓力，可以快速使5182鋁合金沿軋制方向的條帶狀組織轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶組織，消除軋制鋁合金板材的組織各向異性。本發(fā)明提出的加壓熱處理方法與常規(guī)再結(jié)晶退火相比，最多可以將條帶狀組織轉(zhuǎn)化為等軸晶組織所需時(shí)間縮短至40min，所需溫度最低可以低至330℃，防止了再結(jié)晶退火時(shí)的溫度過高或保溫時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致的鋁合金微觀組織粗化，使得5182鋁合金軋制板材中沿軋制方向形成細(xì)小的等軸晶組織。

[0020]2、使用本發(fā)明中提供的加壓熱處理方法時(shí)，使用冷軋壓下率為30%～40%的鋁合金板材為原料，在該種鋁合金板材中條帶狀組織的形態(tài)和尺寸適宜的基礎(chǔ)上，對(duì)鋁合金板的板面持續(xù)施加垂直于軋制方向的壓力，這種壓力能夠減緩應(yīng)變能的釋放，使鋁合金在再結(jié)晶退火(熱處理)過程中始終保持較高的應(yīng)變能，促進(jìn)鋁合金的內(nèi)部快速形成新的晶界(即形成新的晶粒)，并減少熱處理所需時(shí)間;同時(shí)，在熱處理過程中，合金溫度和內(nèi)部的應(yīng)變能保持穩(wěn)定，使得熱處理(再結(jié)晶退火)過程中形成的新的晶粒以相對(duì)均勻的速率長(zhǎng)大，并形成尺寸均勻的等軸晶組織，減少了晶?；?，使得合金中的條帶狀組織在溫度為330～400℃，保溫時(shí)間為20～100min，加壓裝置對(duì)鋁合金板材施加大于0且小于或等于20MPa壓力的熱處理?xiàng)l件下，即可充分轉(zhuǎn)化為細(xì)小且均勻的等軸晶組織，避免了熱處理溫度過高或者時(shí)間過長(zhǎng)造成的合金中的晶粒過度長(zhǎng)大的問題，消除合金組織的各向異性，從而使合金組織更加趨于均勻，這將有利于合金的力學(xué)性能改善。

[0021]3、本發(fā)明提出的加壓熱處理方法簡(jiǎn)單、工藝穩(wěn)定性好、工藝可控度高。

附圖說明

[0022]圖1本發(fā)明實(shí)施例5制得的5182鋁合金沿軋制方向的微觀組織照片;

圖2本發(fā)明實(shí)施例8制得的5182鋁合金沿軋制方向的微觀組織照片;

圖3本發(fā)明對(duì)比例10制得的5182鋁合金沿軋制方向的微觀組織照片。

具體實(shí)施方式

[0023]實(shí)施例1

本實(shí)施例所用的5182鋁合金成分為4.6wt.%的Mg，0.35wt.%的Mn，0.11wt.%的Si，0.21wt.%的Fe，0.04wt.%的Cu，0.01wt.%的Cr，余量為Al。5182鋁合金經(jīng)過冷軋制成鋁合金板材，冷軋時(shí)，將厚度為6mm左右的5182鋁合金在冷軋機(jī)上軋制成厚度為4mm左右的鋁合金板材(經(jīng)實(shí)際測(cè)量，本實(shí)施例中冷軋時(shí)的壓下率為31.6%)，冷軋結(jié)束后，將鋁合金板材線切割為10mm×10mm×4mm的塊體，即得到鋁合金試樣。

[0024]本實(shí)施例中使用的熱處理爐內(nèi)部設(shè)置有加壓裝置，加壓裝置包括液壓部件、作為承載部件的第一耐熱不銹鋼棒和作為壓緊部件的第二耐熱不銹鋼棒。其中，第一耐熱不銹鋼棒下表面與實(shí)驗(yàn)臺(tái)接觸，上表面與熱處理爐的爐膛下表面平齊;爐膛上表面處與第一耐熱不銹鋼棒對(duì)應(yīng)的位置安裝有第二耐熱不銹鋼棒，液壓裝置與第二耐熱不銹鋼棒驅(qū)動(dòng)連接。在熱處理過程中，鋁合金試樣的一個(gè)板面朝向第一耐熱不銹鋼棒，并放置在第一耐熱不銹鋼棒的上表面(即鋁合金板材被第一耐熱不銹鋼棒承載，第一耐熱不銹鋼棒與鋁合金板材之間形成面接觸)，液壓裝置驅(qū)動(dòng)第二耐熱不銹鋼棒與鋁合金試樣接觸(即第二耐熱不銹鋼棒與鋁合金試樣之間形成面接觸)，并根據(jù)設(shè)定的壓力值對(duì)鋁合金試樣施加垂直于軋制方向壓力，且在整個(gè)熱處理過程中，第二耐熱不銹鋼棒對(duì)鋁合金試樣施加的壓力的變化量小于或等于0.5 MPa/10min。

[0025]本實(shí)施例中，作為承載部件的第一耐熱不銹鋼棒和作為壓緊部件的第二耐熱不銹鋼棒的直徑均為20mm，二者與鋁合金接觸的圓形面的面積均大于鋁合金試樣板面的面積(10mm×10mm)。在其他的一些實(shí)施例中，承載部件和壓緊部件也可以是其他形狀，只要二者的尺寸能夠“覆蓋”接觸的鋁合金板材即可(即鋁合金板材朝向承載部件的一面與承載部件的表面完全貼合，鋁合金板材朝向壓緊部件的一面與壓緊部件的表面完全貼合)。

[0026]本實(shí)施例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至330℃。

[0027](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，將第二耐熱不銹鋼棒迅速(應(yīng)在2秒以內(nèi))與鋁合金試樣上表面接觸，并施加5MPa的壓力，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門，加壓方向垂直于鋁合金的軋制方向。熱處理過程中，熱處理爐爐腔內(nèi)的溫度維持穩(wěn)定，最多波動(dòng)不超過±1℃。

[0028](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到80min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0029]將5182鋁合金試樣沿軋制方向的表面依次通過400#、800#、1200#、1500#、2000#進(jìn)行打磨，打磨完后在金相拋光機(jī)上拋至幾乎無劃痕的鏡面，然后通過科勒試劑(蒸餾水190毫升，硝酸5毫升，鹽酸3毫升，氫氟酸2毫升)進(jìn)行腐蝕，之后通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。

[0030]實(shí)施例1制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0031]實(shí)施例2

本實(shí)施例所用的5182鋁合金成分、熱處理爐和加壓裝置同實(shí)施例1，區(qū)別在于，本實(shí)施例中使用的5182鋁合金的冷軋壓下率為32.1%。

[0032]本實(shí)施例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至330℃。

[0033](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，將第二耐熱不銹鋼棒迅速(應(yīng)在2秒以內(nèi))與鋁合金試樣上表面接觸，并施加10MPa的壓力，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門，加壓方向垂直于鋁合金的軋制方向。熱處理過程中，熱處理爐爐腔內(nèi)的溫度維持穩(wěn)定，最多波動(dòng)不超過±1℃。

[0034](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到60min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0035]通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。觀察方法同實(shí)施例1。

[0036]實(shí)施例2制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0037]實(shí)施例3

本實(shí)施例所用的5182鋁合金成分、熱處理爐和加壓裝置同實(shí)施例1，區(qū)別在于，本實(shí)施例中使用的5182鋁合金的冷軋壓下率為32.5%。

[0038]本實(shí)施例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至330℃。

[0039](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，將第二耐熱不銹鋼棒迅速(應(yīng)在2秒以內(nèi))與鋁合金試樣上表面接觸，并施加10MPa的壓力，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門，加壓方向垂直于鋁合金的軋制方向。熱處理過程中，熱處理爐爐腔內(nèi)的溫度維持穩(wěn)定，最多波動(dòng)不超過±1℃。

[0040](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到80min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0041]通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。觀察方法同實(shí)施例1。

[0042]實(shí)施例3制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0043]實(shí)施例4

本實(shí)施例所用的5182鋁合金成分、熱處理爐和加壓裝置同實(shí)施例1，區(qū)別在于，本實(shí)施例中使用的5182鋁合金的冷軋壓下率為33.1%。

[0044]本實(shí)施例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至330℃。

[0045](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，將第二耐熱不銹鋼棒迅速(應(yīng)在2秒以內(nèi))與鋁合金試樣上表面接觸，并施加20MPa的壓力，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門，加壓方向垂直于鋁合金的軋制方向。熱處理過程中，熱處理爐爐腔內(nèi)的溫度維持穩(wěn)定，最多波動(dòng)不超過±1℃。

[0046](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到60min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0047]通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。觀察方法同實(shí)施例1。

[0048]實(shí)施例4制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0049]實(shí)施例5

本實(shí)施例所用的5182鋁合金成分、熱處理爐和加壓裝置同實(shí)施例1，區(qū)別在于，本實(shí)施例中使用的5182鋁合金的冷軋壓下率為32.8%。

[0050]本實(shí)施例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至350℃。

[0051](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，將第二耐熱不銹鋼棒迅速(應(yīng)在2秒以內(nèi))與鋁合金試樣上表面接觸，并施加5MPa的壓力，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門，加壓方向垂直于鋁合金的軋制方向。熱處理過程中，熱處理爐爐腔內(nèi)的溫度維持穩(wěn)定，最多波動(dòng)不超過±1℃。

[0052](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到60min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0053]通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。觀察方法同實(shí)施例1。

[0054]實(shí)施例5制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0055]實(shí)施例6

本實(shí)施例所用的5182鋁合金成分、熱處理爐和加壓裝置同實(shí)施例1，區(qū)別在于，本實(shí)施例中使用的5182鋁合金的冷軋壓下率為33.4%。

[0056]本實(shí)施例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至350℃。

[0057](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，將第二耐熱不銹鋼棒迅速(應(yīng)在2秒以內(nèi))與鋁合金試樣上表面接觸，并施加10MPa的壓力，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門，加壓方向垂直于鋁合金的軋制方向。熱處理過程中，熱處理爐爐腔內(nèi)的溫度維持穩(wěn)定，最多波動(dòng)不超過±1℃。

[0058](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到60min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0059]通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。觀察方法同實(shí)施例1。

[0060]實(shí)施例6制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0061]實(shí)施例7

本實(shí)施例所用的5182鋁合金成分、熱處理爐和加壓裝置同實(shí)施例1，區(qū)別在于，本實(shí)施例中使用的5182鋁合金的冷軋壓下率為32.5%。

[0062]本實(shí)施例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至350℃。

[0063](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，將第二耐熱不銹鋼棒迅速(應(yīng)在2秒以內(nèi))與鋁合金試樣上表面接觸，并施加10MPa的壓力，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門，加壓方向垂直于鋁合金的軋制方向。熱處理過程中，熱處理爐爐腔內(nèi)的溫度維持穩(wěn)定，最多波動(dòng)不超過±1℃。

[0064](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到80min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0065]通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。觀察方法同實(shí)施例1。

[0066]實(shí)施例7制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0067]實(shí)施例8

本實(shí)施例所用的5182鋁合金成分、熱處理爐和加壓裝置同實(shí)施例1，區(qū)別在于，本實(shí)施例中使用的5182鋁合金的冷軋壓下率為33.8%。

[0068]本實(shí)施例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至350℃。

[0069](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，將第二耐熱不銹鋼棒迅速(應(yīng)在2秒以內(nèi))與鋁合金試樣上表面接觸，并施加15MPa的壓力，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門，加壓方向垂直于鋁合金的軋制方向。熱處理過程中，熱處理爐爐腔內(nèi)的溫度維持穩(wěn)定，最多波動(dòng)不超過±1℃。

[0070](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到60min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0071]通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。觀察方法同實(shí)施例1。

[0072]實(shí)施例8制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0073]實(shí)施例9

本實(shí)施例所用的5182鋁合金成分、熱處理爐和加壓裝置同實(shí)施例1，區(qū)別在于，本實(shí)施例中使用的5182鋁合金的冷軋壓下率為32.6%。

[0074]本實(shí)施例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至370℃。

[0075](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，將第二耐熱不銹鋼棒迅速(應(yīng)在2秒以內(nèi))與鋁合金試樣上表面接觸，并施加5MPa的壓力，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門，加壓方向垂直于鋁合金的軋制方向。熱處理過程中，熱處理爐爐腔內(nèi)的溫度維持穩(wěn)定，最多波動(dòng)不超過±1℃。

[0076](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到60min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0077]通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。觀察方法同實(shí)施例1。

[0078]實(shí)施例9制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0079]實(shí)施例10

本實(shí)施例所用的5182鋁合金成分、熱處理爐和加壓裝置同實(shí)施例1，區(qū)別在于，本實(shí)施例中使用的5182鋁合金的冷軋壓下率為32.7%。

[0080]本實(shí)施例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至370℃。

[0081](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，將第二耐熱不銹鋼棒迅速(應(yīng)在2秒以內(nèi))與鋁合金試樣上表面接觸，并施加10MPa的壓力，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門，加壓方向垂直于鋁合金的軋制方向。熱處理過程中，熱處理爐爐腔內(nèi)的溫度維持穩(wěn)定，最多波動(dòng)不超過±1℃。

[0082](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到60min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0083]通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。觀察方法同實(shí)施例1。

[0084]實(shí)施例10制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0085]實(shí)施例11

本實(shí)施例所用的5182鋁合金成分、熱處理爐和加壓裝置同實(shí)施例1，區(qū)別在于，本實(shí)施例中使用的5182鋁合金的冷軋壓下率為33.5%。

[0086]本實(shí)施例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至370℃。

[0087](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，將第二耐熱不銹鋼棒迅速(應(yīng)在2秒以內(nèi))與鋁合金試樣上表面接觸，并施加15MPa的壓力，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門，加壓方向垂直于鋁合金的軋制方向。熱處理過程中，熱處理爐爐腔內(nèi)的溫度維持穩(wěn)定，最多波動(dòng)不超過±1℃。

[0088](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到40min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0089]通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。觀察方法同實(shí)施例1。

[0090]實(shí)施例11制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0091]實(shí)施例12

本實(shí)施例所用的5182鋁合金成分、熱處理爐和加壓裝置同實(shí)施例1，區(qū)別在于，本實(shí)施例中使用的5182鋁合金的冷軋壓下率為33.6%。

[0092]本實(shí)施例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至370℃。

[0093](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，將第二耐熱不銹鋼棒迅速(應(yīng)在2秒以內(nèi))與鋁合金試樣上表面接觸，并施加20MPa的壓力，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門，加壓方向垂直于鋁合金的軋制方向。熱處理過程中，熱處理爐爐腔內(nèi)的溫度維持穩(wěn)定，最多波動(dòng)不超過±1℃。

[0094](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到40min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0095]通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。觀察方法同實(shí)施例1。

[0096]實(shí)施例12制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0097]對(duì)比例1

本對(duì)比例所用的5182鋁合金成分同實(shí)施例1，區(qū)別在于，本對(duì)比例中使用的5182鋁合金的冷軋壓下率為33.4%。

[0098]本對(duì)比例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至350℃。

[0099](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門。

[0100](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到60min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0101]通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。觀察方法同實(shí)施例1。

[0102]對(duì)比例1制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0103]對(duì)比例2

本對(duì)比例所用的5182鋁合金成分同實(shí)施例1，區(qū)別在于，本對(duì)比例中使用的5182鋁合金的冷軋壓下率為33.6%。

[0104]本對(duì)比例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至370℃。

[0105](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門。

[0106](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到80min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0107]通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。觀察方法同實(shí)施例1。

[0108]對(duì)比例2制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0109]對(duì)比例3

本對(duì)比例所用的5182鋁合金成分同實(shí)施例1，區(qū)別在于，本對(duì)比例中使用的5182鋁合金的冷軋壓下率為33.2%。

[0110]本對(duì)比例通過加壓熱處理方法使5182鋁合金快速獲得等軸晶組織的過程包括以下步驟：

(1)熱處理爐預(yù)熱：將熱處理爐通電，PID程序控制升溫至400℃。

[0111](2)熱處理過程：打開熱處理爐爐門，快速將5182鋁合金試樣放置在熱處理爐底部中間位置配置的第一耐熱不銹鋼棒的上表面上，并迅速關(guān)閉熱處理爐爐門。

[0112](3)當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到100min后，打開爐門，用坩堝鉗取出試樣放置在提前準(zhǔn)備的耐火磚上空冷至室溫。

[0113]通過光學(xué)金相顯微鏡觀察合金沿軋制方向的微觀組織，判斷是否獲得等軸晶組織。觀察方法同實(shí)施例1。

[0114]對(duì)比例3制得的鋁合金沿軋制方向的晶粒形貌如表1所示。

[0115]表1 5182鋁合金經(jīng)過不同加壓熱處理后沿軋制方向的晶粒形貌

軋制鋁合金板材在加工過程中，由于軋制力的作用，晶粒會(huì)沿軋制方向被拉長(zhǎng)，形成明顯的條帶狀組織，這些條帶狀組織與垂直于軋制方向的組織的形貌和性能截然不同，導(dǎo)致了合金在微觀組織和性能上的各向異性，這在一定程度上限制了合金的應(yīng)用范圍。然而，傳統(tǒng)的再結(jié)晶退火方法雖然能在一定程度上改善合金的微觀組織，但通常需要較高的處理溫度和較長(zhǎng)的退火時(shí)間。這不僅會(huì)增加能源消耗，還可能引起合金晶粒尺寸和化合物尺寸的過度長(zhǎng)大，合金中難以形成均勻且細(xì)小的等軸晶組織，從而降低合金的力學(xué)性能。

[0116]而采用實(shí)施例1～實(shí)施例20中提供的方法制備的鋁合金，則多數(shù)含有等軸晶組織。由表1可見，隨著熱處理過程中施加壓力的增加(實(shí)施例1和實(shí)施例3對(duì)比)，或者保溫時(shí)間的延長(zhǎng)(實(shí)施例2和實(shí)施例3對(duì)比)，或者保溫溫度的增加(實(shí)施例5和實(shí)施例9對(duì)比)，都有利于使5182鋁合金沿軋制方向的組織轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶組織。施加了10Mpa壓力的實(shí)施例6與不施加壓力的對(duì)比例1相比，在同等的熱處理溫度和時(shí)間條件下，施加壓力后能夠促進(jìn)合金中的長(zhǎng)條狀晶粒向等軸晶轉(zhuǎn)變;并且，由實(shí)施例4和對(duì)比例2對(duì)比可知，施加壓力可以使合金在較低的溫度和較短的保溫時(shí)間內(nèi)快速獲得等軸晶組織，能夠有效避免合金在較高溫度和較長(zhǎng)的保溫時(shí)間下，合金晶粒尺寸和合金中化合物尺寸的長(zhǎng)大。

[0117]如圖1為本發(fā)明實(shí)施例5制得的5182鋁合金沿軋制方向的微觀組織照片，圖2為本發(fā)明實(shí)施例8制得的5182鋁合金沿軋制方向的微觀組織照片，圖3為本發(fā)明對(duì)比例10制得的5182鋁合金沿軋制方向的微觀組織照片。圖中垂直方向?yàn)檐堉品较?，圖中的深色點(diǎn)為合金中的化合物。由圖1和圖2對(duì)比可知，在相同的溫度(350℃)和熱處理時(shí)間(60min)條件下，當(dāng)施加的壓力較低時(shí)，并不能使合金沿軋制方向的帶狀組織轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶組織，如圖1所示，鋁合金中化合物的排布方式明顯表現(xiàn)出沿軋制方向呈條帶狀分布的傾向，表明合金中的條帶狀組織沒有充分向等軸晶組織轉(zhuǎn)化;而施加的壓力增加時(shí)，則可以使合金沿軋制方向獲得等軸晶組織，如圖2所示，合金中的化合物的分布狀態(tài)比圖1中的更為均勻，表明合金中的條帶狀組織再結(jié)晶形成等軸晶組織的過程進(jìn)展較為充分。提高熱處理溫度(370℃)，也可以在施加壓力相對(duì)較小的條件下使合金在60min內(nèi)實(shí)現(xiàn)帶狀組織向等軸晶組織的轉(zhuǎn)變，但是較高溫度會(huì)使合金的晶粒尺寸和化合物尺寸長(zhǎng)大，不利于合金力學(xué)性能的改善。

[0118]上述實(shí)施例中，以5182鋁合金軋制板材為材料進(jìn)行加壓熱處理。該加壓熱處理的方法對(duì)于其他牌號(hào)軋制鋁合金板材、其他金屬軋制板材或擠壓型材等也同樣適用，技術(shù)人員也可根據(jù)實(shí)際需求，對(duì)加壓壓力、保溫溫度、保溫時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

[0119]上述實(shí)施例中，對(duì)5182鋁合金均只進(jìn)行了一次冷軋，在其他的一些實(shí)施例中，也可以對(duì)5182鋁合金進(jìn)行兩次冷軋，只要最終的冷軋壓下率在31%～34%范圍內(nèi)即可。

[0120]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本專利申請(qǐng)權(quán)利要求的保護(hù)范圍之中。

說明書附圖(3)