【技术实现步骤摘要】
本专利技术具体涉及一种高强耐蚀可焊al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板及其制备方法。
技术介绍
1、建造高性能舰船时，为了满足用户设计选材的需求，需要进一步降低大型船舶和舰艇的自重以及大幅度提高运载能力及技战术水平，要求板材兼具材质轻和强度高的特性，因此需要用高性能铝合金板材替代传统铝镁合金构件和钢板构件。但目前国内同类铝合金板材强度达不到要求(母材抗拉强度350mpa熔焊后抗拉强度333mpa)，并且通常板材焊后强度比较低，所以高性能舰船建造用的铝镁合金只能从俄罗斯等国外进口，国内没有同类铝合金可选用。因此，为了打破该类合金依赖进口的局面，急需研究制造出一种高性能铝合金板材用于高性能舰船的建造，实现进口替代。
技术实现思路
1、本专利技术是要解决国内现有高性能铝合金板材强度、焊后强度比较低的问题，而提供一种高强耐蚀可焊al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板及其制备方法。
2、一种高强耐蚀可焊al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板按质量百分数：mg为5.0％～6.5％、mn为0.6％～0.9％、er为0.15％～0.20％、zr为0.10％～0.20％、ti为0.03％～0.15％、be为0.0005％～0.005％、cu﹤0.05％、zn﹤0.05％、si﹤0.15％、fe﹤0.20％、na<0.0005％、k<0.0015％、ca<0.0005％，和余量为al组成。
3、一种高强耐蚀可焊al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板的
4、一、称料：按质量百分数：mg为5.0％～6.5％、mn为0.6％～0.9％、er为0.15％～0.20％、zr为0.10％～0.20％、ti为0.03％～0.15％、be为0.0005％～0.005％、cu﹤0.05％、zn﹤0.05％、si﹤0.15％、fe﹤0.20％、na<0.0005％、k<0.0015％、ca<0.0005％，和余量为al进行配料，分别称取纯铝锭、纯镁锭、铝锰中间合金、铝铒中间合金、铝锆中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和铝钛硼丝作为熔炼原料；
5、二、熔炼、铸造和均匀化退火：将纯铝锭和铝锰中间合金进行熔炼，然后加入铝饵中间合金，间断搅拌后，加入铝锆中间合金，继续熔炼，得到熔体；加入纯镁锭、铝铍中间合金和铝钛中间合金，搅拌，得到铝合金熔体；将铝合金熔体进行精炼，静置，得到铝合金熔液；将铝钛硼丝熔入到铝合金熔液中进行铸造，得到长度为5000mm～6000mm、宽度为1620mm和厚度为420mm的合金铸锭；将合金铸锭进行均匀化退火，得到退火后的合金铸锭；
6、三、热轧开坯宽展轧制、热连轧和开卷切片：将退火后的合金铸锭铣面至厚度为395mm～405mm，在420℃～440℃的温度条件下保温6h～8h，保温结束后轧制成厚度为310mm的板坯，调转90°继续轧制成厚度为245mm的板坯，然后锯切成长度为3000mm、宽度为1860mm和厚度为245mm的板坯；将板坯在440℃～460℃的温度条件下保温4h～6h，保温结束后粗轧至厚度为14mm，再热精轧至成品厚度，制备成宽度为1890mm的卷材；将卷材充分冷却后，锯切成长度为9000mm～10000mm的块片；
7、四、板材退火、拉矫和锯切成品：将块片在285℃～325℃的温度条件下保温2h～2.5h，出炉空冷，得到板材；将板材进行拉伸矫直，然后锯切，得到al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板。
8、本专利技术有益效果：
9、本专利技术在现有铝合金元素成分的基础上，增加了mg、er、zr和ti等元素，并且在制备工艺过程中将热轧开坯宽展轧制、热连轧、板材退火以及拉矫等工序进行工艺及工艺参数优化，使最终高强耐蚀可焊al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板成品在保持塑性和耐蚀性的同时，有效降低船舶自重，并且成品板材的抗拉强度、屈服强度以及焊后强度更加优异，达到建造高性能舰船用板材的标准，解决了现有高性能舰船建造用的铝镁合金只能从俄罗斯等国外进口、国内没有同类铝合金可选用的难题。
10、制备得到的al-mg-mn-er-zr合金板材其强度和耐蚀性能均已达到俄罗斯进口的同类板材，而且具有更高的焊后强度；本专利技术制备的al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板可应用于气垫船、双体高速船等轻质船体结构上，有效降低船舶自重，并且强度性能更加优异，可为开展国产大型高性能艇体材料应用研究奠定材料基础，在国防建设和国民经济建设中具有重要意义和广阔应用前景。
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1.一种高强耐蚀可焊Al-Mg-Mn-Er-Zr合金宽幅薄板，其特征在于高强耐蚀可焊Al-Mg-Mn-Er-Zr合金宽幅薄板按质量百分数：Mg为5.0％～6.5％、Mn为0.6％～0.9％、Er为0.15％～0.20％、Zr为0.10％～0.20％、Ti为0.03％～0.15％、Be为0.0005％～0.005％、Cu﹤0.05％、Zn﹤0.05％、Si﹤0.15％、Fe﹤0.20％、Na<0.0005％、K<0.0015％、Ca<0.0005％，和余量为Al组成。
2.根据权利要求1所述的一种高强耐蚀可焊Al-Mg-Mn-Er-Zr合金宽幅薄板，其特征在于其中Fe的质量分数大于Si的质量分数。
3.根据权利要求1所述的一种高强耐蚀可焊Al-Mg-Mn-Er-Zr合金宽幅薄板，其特征在于高强耐蚀可焊Al-Mg-Mn-Er-Zr合金宽幅薄板按质量百分数：Mg为6.2％、Mn为0.8％、Er为0.18％、Zr为0.10％、Ti为0.03％、Be为0.0025％、Cu﹤0.05％、Zn﹤0.05％、Si﹤0.15％、Fe﹤0.20％、Na<
4.如权利要求1所述的一种高强耐蚀可焊Al-Mg-Mn-Er-Zr合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于高强耐蚀可焊Al-Mg-Mn-Er-Zr合金宽幅薄板的制备方法是按以下步骤完成的：
5.根据权利要求4所述的一种高强耐蚀可焊Al-Mg-Mn-Er-Zr合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于步骤二中将纯铝锭和铝锰中间合金加热至740℃～780℃，继续升温至780℃～785℃时加入铝饵中间合金，间断搅拌后，加入铝锆中间合金，继续熔炼，得到熔体；将熔体降温至765℃～770℃，加入纯镁锭、铝铍中间合金和铝钛中间合金，搅拌，得到铝合金熔体。
6.根据权利要求5所述的一种高强耐蚀可焊Al-Mg-Mn-Er-Zr合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于步骤二中所述的间断搅拌为：在780℃～785℃下每20min搅拌一次，共搅拌三次，每次搅拌时间为3min～5min。
7.根据权利要求4所述的一种高强耐蚀可焊Al-Mg-Mn-Er-Zr合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于步骤二中将铝合金熔体用Ar-Cl2混合气体精炼至每100克铝合金熔体中的氢含量≤0.15mL，静置25min～30min，得到铝合金熔液；Ar-Cl2混合气体中Ar和Cl2的体积比为(31～33.5)：1。
8.根据权利要求4所述的一种高强耐蚀可焊Al-Mg-Mn-Er-Zr合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于步骤二中所述的铸造为：将铝合金熔液依次经过40目和50目的陶瓷过滤片过滤，然后注入结晶器中，并将铝钛硼晶粒细化剂均匀加入到铝合金熔液中，然后将铝钛硼丝熔入到铝合金熔液中，铝钛硼晶粒细化剂的进给速度为500mm/min，在温度为720℃～740℃、水压为0.03MPa～0.05MPa和速度为45mm/min～50mm/min的条件下进行铸造。
9.根据权利要求4所述的一种高强耐蚀可焊Al-Mg-Mn-Er-Zr合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于步骤二中所述的均匀化退火为：将合金铸锭加热至279℃～285℃，并保温10h～12h，然后继续升温至465℃～475℃，再继续保温28h～30h。
10.根据权利要求4所述的一种高强耐蚀可焊Al-Mg-Mn-Er-Zr合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于步骤四中将3片～5片块片装入加热炉中，块片中间用石墨片均匀铺垫，然后在285℃～325℃的温度条件下保温2h～2.5h，出炉空冷，得到板材；将板材进行拉伸矫直，拉伸量为1.0％～1.2％，然后在经拉伸板材的两端切除掉200mm～300mm的钳口，再锯切成品，得到Al-Mg-Mn-Er-Zr合金宽幅薄板。所述合金铸锭的长度为5000mm～6000mm、宽度为1620mm、厚度为420mm。
...【技术特征摘要】
1.一种高强耐蚀可焊al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板，其特征在于高强耐蚀可焊al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板按质量百分数：mg为5.0％～6.5％、mn为0.6％～0.9％、er为0.15％～0.20％、zr为0.10％～0.20％、ti为0.03％～0.15％、be为0.0005％～0.005％、cu﹤0.05％、zn﹤0.05％、si﹤0.15％、fe﹤0.20％、na<0.0005％、k<0.0015％、ca<0.0005％，和余量为al组成。
2.根据权利要求1所述的一种高强耐蚀可焊al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板，其特征在于其中fe的质量分数大于si的质量分数。
3.根据权利要求1所述的一种高强耐蚀可焊al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板，其特征在于高强耐蚀可焊al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板按质量百分数：mg为6.2％、mn为0.8％、er为0.18％、zr为0.10％、ti为0.03％、be为0.0025％、cu﹤0.05％、zn﹤0.05％、si﹤0.15％、fe﹤0.20％、na<0.0005％、k<0.0015％、ca<0.0005％，和余量为al组成。
4.如权利要求1所述的一种高强耐蚀可焊al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于高强耐蚀可焊al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板的制备方法是按以下步骤完成的：
5.根据权利要求4所述的一种高强耐蚀可焊al-mg-mn-er-zr合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于步骤二中将纯铝锭和铝锰中间合金加热至740℃～780℃，继续升温至780℃～785℃时加入铝饵中间合金，间断搅拌后，加入铝锆中间合金，继续熔炼，得到熔体；将熔体降温至765℃～770℃，加入纯镁锭、铝铍中间合金和铝钛中间合金，搅拌，得到铝合金熔体。
6.根据权利要求5所述的一种高强耐蚀可焊al-mg-mn...
【专利技术属性】
技术研发人员：王强，路丽英，徐涛，马月，韩颖，张云龙，陈岩，刘玉龙，
申请(专利权)人：东北轻合金有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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