一种长期耐蚀铝合金冷轧板材及其制备方法技术

一种长期耐蚀铝合金冷轧板材及其制备方法，属于有色金属及其制备领域。质量百分比含量为，Mg4.0～7.0％，Zn0.4～2.0％，Mn0.5～1.2％，Er0.1～0.6％，Zr0.1～0.6％，Fe＜0.4％；Si＜0.1％，其余为Al。将该合金成分的铸锭进行双级均匀化处理后，然后进行相应的热轧、中间退火、冷轧及稳定化退火得到稳定态的铝合金板材。采用Er和Zr元素的复合添加，使合金与传统Al

【技术实现步骤摘要】
一种长期耐蚀铝合金冷轧板材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种含Er，Zr微合金元素，Zn含量在0.4wt.％
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2.0wt.％的铝镁合金板及其制备，本专利技术属于有色金属及其制备领域。

技术介绍

[0002]5xxx系铝合金具有较低的密度，良好的加工、焊接、力学以及耐腐蚀性能，尤其适用于一些处于腐蚀环境下使用的结构体。因而广泛应用于航空航天、航海、船舶等领域。为了降低能耗，确保在特殊工况下长期服役可靠性。高强度抗腐蚀5xxx系列合金的开发和板材的制备将为此提供最佳选择。
[0003]Al
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Mg合金中所添加的主要固溶强化元素Mg含量增多。铝镁合金中当Mg元素含量高于3.5％时过饱和的Mg原子会在基体中析出，容易在晶界处及第二相粒子周围形成连续的网状β相(Al3Mg2)，造成合金的耐腐蚀性能恶化。大大降低合金的耐腐蚀性能和材料的寿命。
[0004]目前已有AA5083、AA5383及AA5059等牌号合金在成功的应用。但随着工业的快速发展，对合金板材的综合性能提出了更为苛刻的要求。中国专利CN103866167A专利中公布了一种铝合金及其合金板材、以及合金板材的制备方法。通过在Al
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Mg合金中添加Zn元素提升了合金的腐蚀性能，但强度略低。本专利技术中，采用Er和Zr元素的复合添加，使合金与传统Al
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Mg合金相比具备一定析出强化的效果，同时Zn的添加也显著改善了合金的腐蚀性能，并且根据成分的不同优化出配套的制备工艺。在保证合金长期耐腐蚀性能(酸性条件)的同时大大提高了合金板材的力学性能，提升材料的使用寿命。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种新型的5xxx系铝合金板材，改善合金固有强度与腐蚀之间的矛盾，在确保长期耐腐蚀的同时具备优异的力学性能。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种长期耐蚀铝合金冷轧板材，其质量百分比含量为，Mg4.0～7.0％，Zn0.4～2.0％，Mn0.5～1.2％，Er0.1～0.6％，Zr0.1～0.6％，Fe＜0.4％；Si＜0.1％，其余为Al。优选铝合金中Er的质量百分比含量为0.1～0.4％，Zr0.1～0.4％。优选Zn的质量百分比含量为Zn0.6～1.5％。
[0008]上述铝合金的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
[0009]将该合金成分的铸锭进行双级均匀化处理后，然后进行相应的热轧、中间退火、冷轧及稳定化退火得到稳定态的铝合金板材。
[0010]上述步骤中双级均匀化处理工艺一级为200℃～400℃保温5～10小时，二级为400℃～470℃保温10～36小时。
[0011]优选地，所述步骤中，热轧工艺为均匀化后冷却，然后将材料加热到450～530℃保温1
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2小时后进行变形量为80～95％的热轧；中间退火工艺为350～440℃进行1
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2小时退
火；冷轧变形量为30
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80％，冷轧后进行230℃～240℃保温1
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4小时的稳定化退火处理。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0013]1、本专利技术通过Er和Zr的复合添加，改变传统Al
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Mg合金的析出相的构成，使其具备一定的析出强化能力，提高合金的强度。
[0014]2、本专利技术通过Zn的适量添加，降低晶界析出相的连续析出趋势。为合金长期耐腐蚀性能提供保障。
[0015]3、本专利技术结合新型合金成分对工艺的优化调控，使合金元素的作用最大限度的发挥。
附图说明
[0016]图1为晶间腐蚀深度(a)合金1；(b)合金2；(c)合金3；(d)合金4。
具体实施方式
[0017]下面结合实施实例，对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术并不限于以下实施例。
[0018]实施例1
[0019]制备了4种合金，合金的化学成分见表1所示。其中合金1为参考合金，合金2，3和4为本专利技术的合金成分。
[0020]表1合金成分表(其余为Al)
[0021]MgZnZrErMnSiFe合金16.5100.1400.900.030.06合金26.390.950.130.1510.900.020.05合金36.451.230.130.1470.910.020.05合金46.451.540.130.1550.920.020.05
[0022]上述4种合金铸锭以50℃/小时的加热速度，从室温加热至320℃，保温10小时，继续加热至460℃，保温20小时，再随炉冷却至室温。将合金加热至470℃保温2小时后开轧，热轧的总变形量为80％。热轧后的合金在350℃保温2小时进行再结晶退火，随后进行变形量为50％的冷变形，然后在250℃下进行1小时的稳定化退火，所测得合金的力学性能如表2所示。
[0023]表2合金力学性能
[0024]合金种类屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)延伸率(％)合金129643217合金231945713合金333346211合金435247710
[0025]实施例2
[0026]上述4种合金铸锭以50℃每小时的加热速度，从室温加热至280℃，保温8小时，继续加热至470℃，保温20小时，再随炉冷却至室温。将合金加热至460℃保温2小时后开轧，热轧的总变形量为80％。热轧后的合金在400℃保温1小时进行再结晶退火，随后进行变形量为50％的冷变形，然后在250℃下进行1小时的稳定化退火，为了更好的表征合金的长期耐
腐蚀性，对合金在100℃下进行168小时的敏化处理。按照ASTMG67标准测定合金敏化后晶间腐蚀性能。所测得的抗腐蚀性能如表3所示，力学性能如表4所示，其晶间腐蚀深度如图1所示。
[0027]表3晶间腐蚀性能
[0028]合金种类失重(mg/cm2)腐蚀深度(μm)合金15645合金25029合金32317合金41715
[0029]表4力学性能
[0030]合金种类屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)延伸率(％)合金129043019合金232046510合金33324659合金434647810。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长期耐蚀铝合金冷轧板材，其特征在于，其质量百分比含量为，Mg4.0～7.0％，Zn0.4～2.0％，Mn0.5～1.2％，Er0.1～0.6％，Zr0.1～0.6％，Fe＜0.4％；Si＜0.1％，其余为Al。2.按照权利要求1所述的一种长期耐蚀铝合金冷轧板材，其特征在于，铝合金中Er的质量百分比含量为0.1～0.4％，Zr0.1～0.4％。3.按照权利要求1所述的一种长期耐蚀铝合金冷轧板材，其特征在于，Zn的质量百分比含量为Zn0.6～1.5％。4.权利要求1
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3任一项所述的一种长期耐蚀铝合金冷轧板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将该合金成分的铸锭进行双级均匀化处理后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂祚仁，薛达，魏午，黄晖，文胜平，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：