本发明专利技术介绍了一种微合金化的高纯高强耐蚀可焊铝锌镁合金，组成为Zn5.2~6.0%，Mg2.0~3.1%，Zr0.15~0.22%，Mn0.10~0.20%，Cu0.8~2.0%，Cr0.18~0.28%，Be0.0001~0.005%，Ti≤0.10%，Fe≤0.15%，Si≤0.15%，余量为Al；制备方法为首先将高纯铝加入到石墨坩埚中，在电阻坩埚炉中熔炼，铝熔化后加入中间合金，再压入工业纯Mg，熔化后加入Zn，全熔后升至730℃~750℃精炼除气，扒渣，静置后浇入水冷铁模中，冷却后脱模、后处理即可。本发明专利技术的合金的抗拉强度为≥525MPa，屈服强度为≥455MPa，抗剥落腐蚀性能不低于EA级，应力腐蚀寿命不小于90d，焊接抗裂性与7A19铝合金相当。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铝合金及其制备方法，特别是一种。
技术介绍
目前一些现代海洋结构件，需要使用7000系高强耐蚀可焊铝合金。而我国目前只有中等强度的耐蚀可焊7000系铝合金，不能满足一些现代海洋结构件的使用需求。7000系铝合金是一些海洋结构件用关键结构材料。美国已将高强耐蚀可焊7000系铝合金用于现代海洋结构件，其合金抗拉强度为525MPa以上，屈服强度为455MPa以上。但是，到目前为止，我国尚未有一种具有自主知识产权的海洋结构件用高强耐蚀可焊7000系铝合金，这一定程度上制约了我国一些海洋结构件的发展。专利CN 101838761 A中的7000系铝合金，其&i/Mg比、Cu/Mg比高，具有高的强度、硬度和好的抗剥落腐蚀性能，但其焊接性能及抗应力腐蚀性能等不能满足现代海洋结构件的使用需求。目前我国一些对强度要求不高的海洋结构件主要使用的是7000系的中强耐蚀可焊7A19变形铝合金，该合金抗拉强度为380MPa以上，屈服强度为300MPa以上。7A19铝合金的成分为Zn4. 5 5. 3%, Mgl. 3 1. 9%, MnO. 30 0. 50%, CuO. 08 0. 30%, CrO. 10 0. 20%, ZrO. 08 0. 20%, BeO. ΟΟΟΓΟ. 005%, Fe ( 0. 40%, Si ( 0. 30%，余量为 Al。我国的 7Α19 铝合金在一些对强度要求不高的海洋结构件上的应用效果很好，但其强度偏低，不能满足一些高强度海洋结构件的使用需求。因此本专利技术以7000系合金成分为基础，结合我国7Α19铝合金的成分特点和制备方法，专利技术一种锆微合金化的高纯高强耐蚀可焊铝-锌-镁合金及其制备方法。Al-Zn-Mg合金的主要合金元素Si和Mg在铝中的溶解度较高，合金具有很好的淬火时效效应。Si和Mg不仅可决定强化相的种类和数量，而且可决定合金的自淬火性、 热处理强化效果、应力腐蚀抗力、工艺性能、焊接性能。因此必须根据技术要求和用途来确定合适的Zn、Mg含量。一般来说Al-Si-Mg合金的强度随&i+Mg含量的增加而升高，但会降低合金的应力腐蚀抗力。为了使合金具有高的强度和优良的耐腐蚀性能和焊接性能，需选择合适的Si+Mg和Si/Mg的含量并提高合金的纯度等。7A19合金的ai+Mg=29T7%，Zn/ Mg=2. 8 3· 5，本专利技术的7000系合金将Zn+Mg含量提高到7. 2% 9. 1%，Zn/Mg为2. 9 1. 9，具体来说5. 2飞.0%Zn, 2. (Γ3. 1% Mg较为合适。由于Al-Si-Mg合金的应力腐蚀和焊接热裂敏感性较高，故必须加入少量Zr、Mn、 Cr来改善合金的抗腐蚀性能、焊接性能等。本专利技术中的这些元素以不同的组合加入。Zr、Mn、Cr虽然影响SuMg在Al中的α固溶体分解的动力学，但它们对Al_Zn_Mg 合金的时效强化影响很小。它们在结晶时均固溶于α，而在铸锭均勻化处理的过程中，部分以弥散的金属间化合物形式析出，部分保留在α中，它们提高了再结晶温度，影响分解产物的分布，因而影响半成品的组织和性能。ττ不仅可以明显提高合金的抗应力腐蚀性能，而且还能显著降低合金的焊接热裂倾向，其原因，首先是&在熔铸过程中增加非自发晶核而明显细化晶粒。同时在一定的温度条件下和金属中的氢气形成&H，减少金属中氢气的有害影响。其次ττ在随后的均勻化处理中析出二次弥散质点，不但能抑制Zn、Mg原子向晶界偏聚，而且还能抑制材料在处理和加工过程中的再结晶，保持材料的纤维组织，从而提高了抗应力腐蚀性能，即ττ除了可显著提高合金的再结晶温度外，在铸造和焊接时可强烈细化晶粒，降低了热裂倾向， 还可使合金中的氢含量放宽及热影响区中不出现气孔。Mn、 Cr显著提高热变形制品特别是挤压件的再结晶温度。但&、Mn、Cr含量过高会变成粗大化合物。要使它们既不形成粗大化合物，又能细化晶粒提高应力腐蚀抗力等，0. 15^0. 22%Zr, 0. 10 0. 20%Μη、0. 18 0. 28%Cr 较为适宜。Al-Zn-Mg合金中加入少量的Cu时，随Cu含量增加，可提高合金强度等。Ti可细化Al-Zn-Mg合金铸钛的晶粒和改善可焊性。但Ti会加剧Al-Si-Mg合金剥落腐蚀，因此Ti含量不能过高，在含ττ的情况下也可不加Ti。Fe、Si在本专利技术的合金中是作为有害杂质限制的，它们通常生成一次晶粗大化合物和含Fe、Si的多元化合物，造成了合金的不均勻组织，对合金的强度性能、焊接抗裂性和抗腐蚀性能等产生很不利的影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，针对目前我国的7000系铝合金存在的高强度与高抗腐蚀性能、高可焊接性能很难兼顾的问题，结合新型7000系铝合金和7Α19铝合金的成分特点，通过添加微量元素锆来改善7000系铝合金综合性能，以满足我国一些高强度现代海洋结构件对525MPa级的高强耐蚀可焊铝-锌-镁系铝合金的使用要求。为了实现解决上述技术问题的目的，本专利技术采用了如下技术方案本专利技术的一种锆微合金化的高纯高强耐蚀可焊铝锌镁合金，特征是其质量百分比组成为:Zn5. 2 6. 0%, Mg2. 0 3· 1%，ZrO. 15 0. 22%, MnO. 10 0· 20%, CuO. 8 2. 0%, CrO. 18 0. 28%, BeO. 000Γ0. 005%, Ti ( 0. 10%, Fe ( 0. 15%, Si ( 0. 15%，余量为 Al。本专利技术的锆微合金化的高纯高强耐蚀可焊铝锌镁合金的制备方法，为铸锭冶金法，首先将高纯铝加入到石墨坩埚中，在电阻坩埚炉中熔炼，熔炼温度为75(T780°C，待高纯铝熔化后，加入Al- Cr、Al- Mn、Al- Cu、Al- Zr、Al- Be中间合金，温度降至68(T700°C 用钟罩压入工业纯Mg，熔化后加入工业纯Zn，待所有中间合金和金属熔化后，温度升至 7300C 750°C采用0. 29Π). 4%的C2Cl6 (压块)精炼除气，扒渣，静置10-20分钟，浇入水冷铁模中，冷却后脱模；浇铸成锭的合金进行后处理，即获得锆微合金化的高纯耐蚀可焊招_锋_镜合金。所述的Al- Cr、Al- Mn、Al- Cu、Al- Zr、Al- Be 中间合金，具体组成为=Al- Cr 2. 0 3· 0%Cr、Al- Mn :9· 0 11· 0% Mn、Al- Cu :48. 0 52· 0% Cu、Al- Zr :3· 0 3· 5% Zr、Al-Be :2. 0 4· 0% Be。所述的浇铸成锭的合金后处理最佳工艺为40(Γ460 V X 17^24h退火， 4600C 315°C热轧处理，然后进行固溶处理，固溶处理制度如下升温至51(T520°C，保温 25 60min后，缓慢降温至45(T460°C，降温速度为0. 3 0. 8°C /min,保温3(T40min后冷水淬火，然后11(T120°C父1011第1级时效，175 1851 X 10 1浊第2级时效处理。这些技术方案也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。通过采用上述技术方案，本专利技术具有以下的有益效果(1)本专利技术获得了一种锆本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王月，刘国元，金建新，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：
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