耐晶间腐蚀的铝合金带及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种由AA5xxx类型的铝合金构成的铝合金带，该铝合金除了Al和不能够避免的杂质之外还具有至少为4重量％的Mg含量。本发明专利技术的目的在于，提出一种由AlMg合金组成的铝合金带，尽管具有高强度和至少为4重量％的Mg含量，该铝合金带对晶间腐蚀稳定，该目的按照本发明专利技术的第一教导通过一种铝合金带实现，该铝合金带具有再结晶的组织结构，其中，μm表示的组织结构的晶粒度(KG)与重量％表示的Mg含量(c_Mg)满足以下相关性：KG≥22+2×c_Mg，其中，铝合金带的铝合金具有以下组成成分(重量％)：Si≤0.2％，Fe≤0.35％，0.04％≤Cu≤0.08％，0.2％≤Mn≤0.5％，4.35％≤Mg≤4.8％，Cr≤0.1％，Zn＜0.25％，Ti≤0.1％，剩余Al和单独最大为0.05重量％，总量最大为0.15重量％的不能够避免的杂质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种由AA5xxx类型的铝合金组成的铝合金带，该铝合金除了Al和不能够避免的杂质之外还具有至少为4重量％的Mg含量。除此之外，本专利技术还涉及一种用于制造按照本专利技术的铝合金带的方法以及一种由按照本专利技术的铝合金带制成的构件。
技术介绍
AA5xxx类型的铝镁(AlMg-)合金以板、片或带的形状应用于轮船、汽车和飞机制造中的焊接或者嵌接结构的构造。这类合金的特点特别在于具有高的强度，该强度随镁含量的增加而提高。例如，在Zhao等人发表题为“发展应用于汽车板的AA5xxx类型的铝合金的双带铸造”(“Development of twin-belt cast AA5xxx series aluminium alloy materials for automotive sheet applications”)的文章中已知一种由AA5182合金组成的铝合金带，该铝合金带具有4.65重量％的Mg含量，该Mg含量适合在汽车制造中应用。Kang等人发表题为“合金和复合材料的半固体化处理”(“Semi-Solid Processing of Alloys and Composites”)的文章中和US 2003/0150587 A1中同样已知Mg含量最小为4重量％的AA5182类型的铝合金带。Lin等人发表的题为“铝锻造合金的热撕裂敏感性和晶粒细化效应”(“Hot-Tear Susceptibility of Aluminium Wrought Alloys and the Effect of Grain Refining”)的文章涉及由AA5182合金组成的圆棒。DE 102 31 437 A1涉及耐腐蚀的铝合金板，其中，通过添加大于0.4重量％的Zn含量实现了足够强的耐晶间腐蚀性。另外，GB 2 027 621 A还公开了一种制造铝合金带的方法。AA5xxx类型的AlMg合金的Mg含量大于3％，特别是大于4％，当其暴露于升高的温度中，有持续增加的晶间腐蚀的趋势。当温度在70℃至200℃时，β-Al5Mg3相沿晶界析出，该β-Al5Mg3相称为β-微粒而且当出现腐蚀介质时可以有选择地溶解。这样的后果是，假如考虑腐蚀介质的出现，例如以湿气形式的水，特别是具有非常良好的强度特性和非常良好的变形性的AA55182类型的铝合金(Al4.5％Mg0.4％Mn)不能在热负荷区域中使用。这种情况特别是涉及机动车的构件，该类构件通常进行阴极浸漆(KTL)并随后在煅烧过程中干燥，由于通过煅烧过程就已经可能在普通的铝合金带上引起针对晶间腐蚀的敏化处理。除此之外，在汽车领域的应用还要考虑到构件制造时的变形以及随后构件的工作负载。晶间腐蚀的易感性通常由按照ASTM G67的标准测试检测，其中，样品暴露在硝酸中并且测定由于β-微粒溶解引起的重量损失。按照ASTM G67，不耐晶间腐蚀的原材料重量损失大于15mg/cm2。因此，相应的原材料和铝合金带不适于使用在热负荷区域中。
技术实现思路
由此出发，本专利技术的目的在于，提供一种由AlMg合金组成的铝合金带，该铝合金带尽管具有高强度和高于4重量％的Mg含量，特别是在变形和随后的热量施加之后仍为耐晶间腐蚀。除此之外，还给出了一种制造方法，通过该方法可以制造耐晶间腐蚀的铝合金带。最后，还提出了一类耐晶间腐蚀的、由AA5xxx类型的铝合金组成的机动车构件，例如像车门、引擎盖和后挡板或其它结构件一样的车身构件或者车身配件。按照本专利技术的第一教导，上述目的通过一种具有再结晶组织结构的铝合金带实现，其中，μm表示的组织结构的晶粒度(KG)与重量％表示的Mg含量(c_Mg)满足以下相关性：KG≥22+2×c_Mg。其中，铝合金带的铝合金具有以下组成成分(重量％)：Si≤0.2％,Fe≤0.35％,0.04％≤Cu≤0.08％,0.2％≤Mn≤0.5％,4.35％≤Mg≤4.8％,Cr≤0.1％,Zn≤0.25％,Ti≤0.1％,剩余Al和不能够避免的杂质单独最大为0.05重量％，总量最大为0.15重量％。当Cu含量达到0.04重量％到0.08重量％时，铜也与强度提高有关，但没有大幅度地减弱耐晶间腐蚀性。另外，通过限制Mg范围在4.35重量％到4.8重量％之间，可以在适当的晶粒度下实现非常良好的强度。由于在该方法中组织结构必要的晶粒度必定可以达到，因此可以特别可靠地实现耐晶间腐蚀性。具有再结晶组织结构的铝合金带可以通过热轧带材或者软化退火的冷轧带材制得。通过广泛的研究发现，晶粒度、镁含量和耐晶间腐蚀性之间存在相关性。由于材料的晶粒度总是以分布的形式存在，因此所有提到的晶粒度的数据都涉及平均晶粒度。该平均晶粒度可以根据ASTM E1382确定。当晶粒度足够大时，即只要晶粒度大于或等于按照本专利技术的晶粒度相对于铝合金带的Mg含量的下限值时，就可以实现耐晶间腐蚀，从而在ASTM G67测试中重量损失降低至15mg/cm2以下。因此，相应的铝合金带可以称为耐晶间腐蚀。这一点已经为上述处于未变形状态的铝合金带在模拟的阴极浸漆循环(KTL-Zyklus)之后或者在模拟的阴极浸漆循环并包括随后的在80℃下最多500小时的工作负载之后得到证实。当为了模拟变形成为构件，在阴极浸漆循环和工作负载之前该材料以15％延伸时，也证实了上述铝合金带的耐晶间腐蚀性。因此，按照本专利技术的铝合金带由于其相对高的Mg含量提供了较高强度和屈服强度的同时还耐晶间腐蚀。以此，该铝合金带能够非常好地应用在汽车制造的热负荷区域中。根据按照本专利技术铝合金带的下一个实施方式，如果晶粒度还另外满足以下条件：KG＜(253/(265-50×c_Mg))2，其中，KG单位为μm且c_Mg单位为重量％，那么可以确保，该铝合金带的屈服极限Rp0.2大于110MPa，在此，带材的抗拉强度通常在255MPa以上。该铝合金带的另一个有利的设计通过该铝合金带的铝合金具有以下重量％的组成成分实现：Si≤0.2％,Fe≤0.35％,0.04％≤Cu≤0.08％,0.2％≤Mn≤0.5％,4.45％≤Mg≤4.8％,Cr≤0.1％,Zn≤0.25％,Ti≤0.1％,剩余Al和单独最大为0.05重量％，总量最大为0.15重量％的不能够避免的杂质。通过限制Mg范围在4.45重量％到4.8重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金带，所述铝合金带由AA5xxx类型的铝合金构成，所述铝合金除了Al和不能够避免的杂质之外还具有至少为4重量％的Mg含量，其特征在于，所述铝合金带具有再结晶的组织结构，其中，所述组织结构的晶粒度(KG)与所述以重量％表示的Mg含量(c_Mg)满足以下相关性：KG≥22+2×c_Mg，而且所述铝合金带的铝合金具有以下重量％的组成成分：Si≤0.2％,Fe≤0.35％,0.04％≤Cu≤0.08％,0.2％≤Mn≤0.5％,4.35％≤Mg≤4.8％,Cr≤0.1％,Zn≤0.25％,Ti≤0.1％,剩余Al和单独最大为0.05重量％，总量最大为0.15重量％的不能够避免的杂质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.22 EP 12181356.21.一种铝合金带，所述铝合金带由AA5xxx类型的铝合金构成，所述铝合金除了Al和不能够避免的杂质之外还具有至少为4重量％的Mg含量，其特征在于，所述铝合金带具有再结晶的组织结构，其中，所述组织结构的晶粒度(KG)与所述以重量％表示的Mg含量(c_Mg)满足以下相关性：
KG≥22+2×c_Mg，
而且所述铝合金带的铝合金具有以下重量％的组成成分：
Si≤0.2％,
Fe≤0.35％,
0.04％≤Cu≤0.08％,
0.2％≤Mn≤0.5％,
4.35％≤Mg≤4.8％,
Cr≤0.1％,
Zn≤0.25％,
Ti≤0.1％,
剩余Al和单独最大为0.05重量％，总量最大为0.15重量％的不能够避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的铝合金带，其特征在于，所述铝合金带的所述组织结构的晶粒度(KG)与所述以重量％表示的Mg含量(c_Mg)满足以下相关性：
KG＜(253/(265-50×c_Mg))2。
3.根据权利要求1或2所述的铝合金带，其特征在于，所述铝合金带的铝合金具有4.45％≤Mg≤4.8％ 。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的铝合金带，其特征在于，所述晶粒度最大为50μm，优选最大40μm。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的铝合金带，其特征在于，所述铝合金带具有0.5mm到5mm的厚度。
6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨克扬·布林克曼，奥拉夫·恩格勒，托马斯·亨舍尔，
申请(专利权)人：海德鲁铝业钢材有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE