一種耐長期晶間腐蝕的含Zn、Er高Mg鋁合金板材穩定化熱處理工藝制造技術

一種耐長期晶間腐蝕的含Zn、Er高Mg鋁合金板材穩定化熱處理工藝，屬于有色金屬技術領域。含Zn、Er高Mg熱軋板各組分的質量百分含量分別為：Mg：5.3%～6.3%，Zn：0.4%～0.8%，Mn：0.4%～0.8%，Er：0.15%～0.3%，Zr：0.15%～0.25%，不可避免雜質含量＜0.4%，余量為Al；對55%±2%變形量板材進行穩定化退火，退火溫度為240～250℃，保溫時間時間為5～10h，空冷至室溫。該工藝通過穩定化處理控制β相和τ相在基體的析出位置和形貌，提高合金的耐長期晶間腐蝕性能。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】一種耐長期晶間腐蝕的含Zn、Er高Mg鋁合金板材穩定化熱處理工藝，屬于有色金屬
。含Zn、Er高Mg熱軋板各組分的質量百分含量分別為：Mg：5.3%～6.3%，Zn：0.4%～0.8%，Mn：0.4%～0.8%，Er：0.15%～0.3%，Zr：0.15%～0.25%，不可避免雜質含量＜0.4%，余量為Al；對55%±2%變形量板材進行穩定化退火，退火溫度為240～250℃，保溫時間時間為5～10h，空冷至室溫。該工藝通過穩定化處理控制β相和τ相在基體的析出位置和形貌，提高合金的耐長期晶間腐蝕性能。【專利說明】一種耐長期晶間腐蝕的含Zn、Er高Mg鋁合金板材穩定化熱處理工藝
本專利技術屬于有色金屬
，具體涉及一種耐長期晶間腐蝕的含Zn、Er高Mg鋁合金板材穩定化的熱處理工藝。
技術介紹
Al-Mg合金以其良好的耐蝕性和焊接性能廣泛應用于船舶、航空航天等領域，如何提高合金強度和耐蝕性一直是Al-Mg合金研究的關鍵問題。該系鋁合金可以通過Mg原子固溶強化來提高強度，但對于高Mg (Mg > 6%~7%)鋁合金，其在室溫下長期服役時，將會沿晶界析出連續的β相(Mg2A13)，這會造成嚴重的晶間腐蝕和應力腐蝕。實際上熱處理可以改變第二相在晶界的分布形貌，從而減低或消除相應的腐蝕。在專利201210065948.6中即針對含Er高Mg 的5A06鋁合金冷軋板進行了 235°C~245°C退火熱處理，使得β相在晶界的分布形貌發生變化，從而提高了合金的耐長期晶間腐蝕性能。這種低溫退火熱處理即為穩定化熱處理。相對于上述專利中的含Er5A06招合金,本實驗所用合金添加了少量的Zn。Zn不僅起到了固溶強化的作用，更重要的是它和Mg原子形成耐蝕性較好的τ相，且這種相彌散分布于晶內和斷續分布于晶界，從而減少了耐蝕性較差的β相析出量。同時也會改變β相在晶界的分布情況。本實驗合金為含Zn、Er高Mg鋁合金板材，其穩定化溫度會不同于含Er5A06鋁合金，選擇在200°C~250°C溫度區間進行退火，以期找到合適的穩定化熱處理工藝，改善含Zn、Er高Mg鋁合金板材的耐長期晶間腐蝕性能，提高合金的使用壽命。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種用于提高含Zn、Er高Mg鋁合金板材的耐長期晶間腐蝕性能的穩定化熱處理工藝，通過穩定化退火處理，使合金具有良好的耐長期晶間腐蝕性能的同時，也能夠保證較高的強度。本專利技術所提供的一種耐長期晶間腐蝕的含Zn、Er高Mg鋁合金板材的穩定化熱處理工藝，含Zn、Er高Mg鋁合金熱軋板各組分的質量百分含量分別為Mg5.3%~6.3%，Zn0.4% ~0.8%, Mn0.4% ~0.8%, Er0.15% ~0.3%, Zr0.15% ~0.25%,不可避免雜質含量< 0.4%，余量為Al，步驟為:含Zn、Er高Mg鋁合金板材經熱軋、中間退火后冷軋，至最終冷變形量為55%±2%，然后進行穩定化退火，穩定化退火溫度為240°C~250°C，退火時間為5~10h。本專利技術技術方案的優點在于:采用本專利技術的耐晶間腐蝕的含Zn、Er高Mg鋁合金板材穩定化熱處理工藝，使合金具有良好的耐長期晶間腐蝕性能的同時，也能夠保證較高的強度，顯著提高板材的使用壽命O【專利附圖】【附圖說明】圖1為含Zn、Er高Mg鋁合金冷軋板顯微硬度隨退火溫度的變化曲線；圖2為含Zn、Er高Mg鋁合金板材200°C不同時間退火后的失重變化曲線；圖3為含Zn、Er高Mg鋁合金板材220°C不同時間退火后的失重變化曲線；圖4為含Zn、Er高Mg鋁合金板材230°C不同時間退火后的失重變化曲線；圖5為含Zn、Er高Mg鋁合金板材240°C不同時間退火后的失重變化曲線；圖6為含Zn、Er高Mg鋁合金板材250°C不同時間退火后的失重變化曲線；圖7為含Zn 、Er高Mg鋁合金板材240°C穩定化退火+150°C不同時間退火后的失重變化曲線；圖8為含Zn、Er高Mg鋁合金板材在240°C的退火時間一IGC最短時間及對應硬度關系圖；下面結合附圖及實施例對本專利技術作進一步闡述。【具體實施方式】對比例II)以含Zn、Er的高Mg鋁合金20mm厚熱軋板為例，化學成分為Mg5.98%, Zn0.79%，Mn0.5%,Er0.2%, Zr0.22%，不可避免雜質含量< 0.4%，余量為Al。對合金熱軋板在460°C再結晶退火2h后熱軋、后在350°C中間退火，保溫2h，空冷至室溫。2)對步驟I)所得含Zn、Er高Mg鋁合金板材進行多道次冷軋，最終冷變形量為55%±2% (由于軋制的不均勻性，變形量存在2%的誤差)。3)對步驟2)所得冷軋板在不同溫度下退火lh，空冷至室溫。測試冷軋板顯微硬度隨退火溫度的變化，如圖1所示。由圖1的硬度曲線可知，合金的再結晶開始溫度為300°c。為了保證合金具有較高的力學性能，以下實施例選取250°C以下溫度對冷軋板進行退火處理。對比例2步驟I)，步驟2 )同對比例I。3)對合金冷軋板在200°C下進行不同時間退火。根據美國材料試驗協會標準ASTG67對合金冷軋態和不同退火態試樣進行硝酸失重實驗，以浸泡前后合金單位面積的失重評定材料的晶間腐蝕敏感性。其單位面積失重隨退火時間的變化曲線如圖2所示。對比例3步驟1)，步驟2)同對比例I。3)對步驟2)所得冷軋板在220°C下進行不同時間退火。根據美國材料試驗協會標準AST G67對合金冷軋態和不同退火態試樣進行硝酸失重實驗，以浸泡前后合金單位面積的失重評定材料的晶間腐蝕敏感性。其單位面積失重隨退火時間的變化曲線如圖3所示。對比例4步驟I)，步驟2 )同對比例I。3)對步驟2)所得冷軋板在230°C下進行不同時間退火。根據美國材料試驗協會標準AST G67對合金冷軋態和不同退火態試樣進行硝酸失重實驗，以浸泡前后合金單位面積的失重評定材料的晶間腐蝕敏感性。其單位面積失重隨退火時間的變化曲線如圖4所示。實施例1步驟I)，步驟2 )同對比例I。3)對步驟2)所得冷軋板在240°C下進行不同時間退火。根據美國材料試驗協會標準AST G67對合金冷軋態和不同退火態試樣進行硝酸失重實驗，以浸泡前后合金單位面積的失重評定材料的晶間腐蝕敏感性。其單位面積失重隨退火時間的變化曲線如圖5所示。實施例2步驟1)，步驟2)同對比例I。3)對步驟2)所得冷軋板在250°C下進行不同時間退火。根據美國材料試驗協會標準AST G67對合金冷軋態和不同退火態試樣進行硝酸失重實驗，以浸泡前后合金單位面積的失重評定材料的晶間腐蝕敏感性。其單位面積失重隨退火時間的變化曲線如圖6所示。由圖2-圖6可以看出，合金經過200°C退火處理后的失重隨退火時間的延長逐漸增加，耐晶間腐蝕性能降低；而2201: -250°C退火處理的失重都是隨著退火時間的延長先增加后減小。不同的是，220°C退火處理的失重最大接近至嚴重腐蝕區邊界，而后開始緩慢的下降，退火22.7h時進入介敏區，而在230°C退火的失重達到最大(53mg/(cm2))后便立刻快速下降，退火6..6h± 0.4h就已經發生穩定化，耐晶間腐蝕性能已大有提高；隨著退火溫度繼續升高至240°C，雖然在極短的時間(0.2h)就出現了晶間本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐長期晶間腐蝕的含Zn、Er高Mg鋁合金板材的穩定化熱處理工藝，其中該鋁合金熱軋板各組分的質量百分含量為：Mg：5.3%～6.3%，Zn：0.4%～0.8%，Mn：0.4%～0.8%，Er：0.15%～0.3%，Zr：0.15%～0.25%，不可避免雜質含量＜0.4%，余量為Al，其特征在于：板材經熱軋、中間退火后冷軋，至最終冷變形量為55%±2%，然后進行穩定化退火，穩定化退火溫度為240℃～250℃，退火時間為5～10h。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：高坤元，戴小偉，聶祚仁，文勝平，黃暉，張義，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：北京;11