一種高強度耐腐蝕Al-Mg合金及其製備工藝的製作方法

2023-05-23 13:49:31 6

一種高強度耐腐蝕Al-Mg合金及其製備工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高強度耐腐蝕Al-Mg合金及其製備工藝，具有以質量百分比計以下的組成成分：5.0～6.5Mg，1.2～2.5Zn，0～0.4Cu，0.4～1.2Mn，0～0.1Cr，0～0.15Ti，0.05～0.25Zr，0～0.4Fe，0～0.4Si，餘量為Al及不可避免的雜質。通過澆鑄、均勻化退火、熱軋、再結晶退火、冷軋、穩定化處理、以及預拉伸的方法獲得該合金板材。該產品與傳統的AA5083、AA5059等船舶用鋁合金相比，在保持一定力學性能及剝落腐蝕性能不變的前提下，顯著提高了合金的抗晶間腐蝕性能。
【專利說明】-種高強度耐腐蝕Al-Mg合金及其製備工藝

【技術領域】
[0001] 本發明屬於有色金屬及其製備領域，尤其涉及一種高強度抗腐蝕Al-Mg型合金， 及由這種合金製得的板材產品。
[0002] 發明背景 下文中，除非另有說明，合金的命名使用錯業協會（The Aluminum Association)的命 名規則，熱處理規範（temper designations)的命名根據歐洲標準NEN-EN515定義。對於 合金以及優選合金中各元素的任何描述，除非另外說明，均按照質量百分比計。
[0003] 隨著世界能源問題的提出以及製造加工業的發展，船舶工業中呈現出"減少能耗、 輕型化、提高速度和改善防腐性能"的趨勢。具有高比強度、優異腐蝕性能的5X X X系鋁 合金成為首選材料。AA5059鋁合金在傳統的AA5083合金的基礎上，大幅度提高了合金中 Mg、Zn的含量，上述兩種合金的組成範圍分別為：AA5083 :Mg含量為4. 0至4. 9, Μη含量為 0. 4至1. 0, Cr含量為0. 05至0. 25, Ζη含量最高為0. 25, Cu含量最高為0. 1，Ti含量最高 為0. 15, Fe含量最高為0. 4, Si含量最高為0. 4 ;AA5059 :Mg含量為5. 0至6. 0, Μη含量為 0. 6至1. 2, Cr含量最高為0. 3, Ζη含量為0. 4至0. 9, Cu含量最高為0. 4, Ti含量最高為 0. 2, Fe含量最高為0. 5, Si含量最高為0. 5, Zr含量為0. 05至0. 25。這兩種合金船舶用標 準H321狀態的力學性能分別為：AA5083 :屈服強度215MPa、抗拉強度305MPa、延伸率10% ; AA5059 :屈服強度270MPa、抗拉強度370MPa、延伸率10%。AA5059合金同AA5083合金相比， 在保持延伸率10%的基礎上，顯著提高了合金的屈服強度和抗拉強度，同時也顯著提高了 合金的抗腐蝕性能，因而該類合金在船舶材料領域內得到了廣泛應用。同時AA5059合金的 H131狀態也廣泛應用於裝甲材料領域，AA5059合金標準H131狀態的力學性能為：屈服強 度296MPa、抗拉強度393MPa、延伸率7%。AA5059合金的H321狀態公開在US-6695935-B1、 US-6238495-B1、CN-101233252-A 和 CN-101631882-A 等專利中，而 H131 狀態則公開在 W0-2008/098743-A1 中。
[0004]


【發明內容】
本發明的目的在於提供一種新型的5X X X系鋁合金材料及其製備工藝，和前述合金 相比，在保持合金H321狀態延伸率10%的基礎上，顯著提高了合金的強度和抗腐蝕性能，滿 足船舶工業的需要。
[0005] 本發明的技術方案是：一種高強度耐腐蝕Al-Mg合金，該合金鋁各個化學成分的 質量百分比含量為：5· 0 ?6. 5Mg，1. 2 ?2· 5Zn，0 ?0· 4Cu，0· 4 ?1. 2Mn，0 ?0· lCr，0 ? 0· 15Ti，0. 05 ?0· 25Zr，0 ?0· 4Fe，0 ?0· 4Si，其餘為 A1。
[0006] 進一步，所述鋁合金的各個化學成分的質量百分比含量為：5. 5?6. OMg，1. 5? 2. 2Zn,0. 1 ?0. 2Cu,0. 6 ?1. ΟΜη,Ο ?0. lCr,0 ?0. 15Ti,0. 05 ?0. 25Zr,0 ?0. 25Fe， 0?0. 2Si，其餘為A1。
[0007] 本發明的另一目的是提供上述鋁合金的製備方法，具體包括以下步驟：首先，按照 設計的成分分別稱取各個原料，鑄成合金錠，將得到的鋁合金鑄錠進行一次或兩次以上的 均勻化處理，處理工藝為加熱到430°C?510°C保溫1(Γ24小時，繼續加熱到480?520°C保 溫2小時後，進行變形量為90?95%的熱軋；在35(T400°C進行60?90分鐘退火處理；熱軋 退火後進行的冷軋加工硬化變形，形變量為2(Γ50% ;對板材進行退火處理，工藝為250°C? 275°C保溫1小時；最後進行1?2%的預拉伸。
[0008] 進一步，所述熱軋退火後進行的冷軋加工硬化變形，形變量為3(Γ50%。
[0009] 本發明的有益效果是：由於採用上述技術方案，本發明的鋁合金板材同前述合金 板材相比在保持一定力學性能的基礎上，具有更加優異的抗晶間腐蝕性能。在保持合金的 延伸率為10%的前提下，將合金的抗拉強度提高到400?420MPa，屈服強度提高到330? 355MPa ;在保證合金的抗剝落腐蝕性能為PC級的前提下，使合金敏化前以及敏化後的晶間 腐蝕質量損失降低至l〇mg/cm2以下。

【具體實施方式】
[0010] 下面結合具體實施例對本發明的技術方案作進一步說明。
[0011] 實施例1 在實驗室範圍內製備了 4種合金，合金的化學成分見表1所不。其中合金1為參考合 金，2、3、4為本發明的一部分。
[0012] 表1合金成分表(單位：wt. %)

【權利要求】
1. 一種高強度耐腐蝕Al-Mg合金，其特徵在於，該合金的各個化學成分的質量百分 比含量為：5· 0 ?6. 5Mg，1. 2 ?2· 5Zn，0 ?0· 4Cu，0. 4 ?1. 2Mn，0 ?0· lCr，0 ?0· 15Ti， 0· 05 ?0· 25Zr，0 ?0· 4Fe，0 ?0· 4Si，其餘為 A1。
2. 根據權利要求1所述的一種高強度耐腐蝕Al-Mg合金，其特徵在於，該合金的各個化 學成分的質量百分比含量為：5· 5?6. OMg，L 5?2· 2Ζη，0· 1?0· 2Cu，0. 6?L 0Μη，0? 0· lCr，0 ?0· 15Ti，0. 05 ?0· 25Zr，0 ?0· 25Fe，0 ?0· 2Si，其餘為 A1。
3. -種如權利要求1或2所述的高強度耐腐蝕Al-Mg合金的製備方法，其特徵在於，具 體包括以下步驟：首先，按照設計的成分分別稱取各個原料，鑄成合金錠，將得到的鋁合金 鑄錠進行一次或兩次以上的均勻化處理，處理工藝為加熱到430°C飛10°C保溫1(Γ24小時， 繼續加熱到480?520°C保溫2小時後，進行變形量為90?95%的熱軋；在35(T400°C進行 60?90分鐘退火處理；熱軋退火後進行的冷軋加工硬化變形，形變量為2(Γ50% ;對板材進 行退火處理，工藝為250°C?275°C保溫1小時；最後進行1?2%的預拉伸。
4. 如權利要求要求3所述的製備方法，其特徵在於，熱軋退火後進行的冷軋加工硬化 變形，形變量為3(Γ50%。
【文檔編號】C22F1/047GK104152759SQ201410381094
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月5日 優先權日:2014年8月5日
【發明者】張迪, 張濟山, 南文爭, 王正安, 莊林忠, 李僜諺, 羅海雲 申請人:北京科技大學, 西南鋁業（集團）有限責任公司