[發明專利]具有耐腐蝕性的多合金組件及其制造方法

無效

• 申請號: 201110294392.3
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102400019A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: C·亞納;J·莫蘭;H·宗克;R·索特爾
• 申請（專利權）人: 美鋁公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22F1/053
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 董敏

相關申請引用

本專利申請要求2010年7月30日提交的美國臨時專利申請No.61/369,563的優先權，通過引用把該美國臨時專利申請全文合并于此。

背景技術

在海洋環境中，當在某些方向和/或具有接頭的部位(例如焊縫)處受到載荷時，某些具有7XXX鋁合金的鋁產品表現出低的應力腐蝕開裂閾值。

發明內容

大體上，本發明涉及一種組件，其中，高銅含量7XXX系鋁合金元件與低銅含量7XXX系鋁合金元件相結合。該組件的耐腐蝕性被調整適合于提高在惡劣環境中的耐腐蝕性能(例如抗應力腐蝕開裂性能)。這樣，本發明的組件可實現長使用壽命，具有多維載荷承受能力(例如在ST、L和LT方向上的載荷)，并且即使長時間暴露在腐蝕性環境(例如鹽水)中也仍然耐用。例如，該組件(有時稱為“管組件”)能夠在受到三維載荷應力的海洋應用中采用，例如，當組件淹沒在海洋環境中。海洋應用可以是在不同深度、不同水溫和/或其他各種條件下的鹽水中應用或淡水中應用(例如具有腐蝕性離子和/或材料)。一些海洋應用的例子包括鉆探、疏浚、建造載荷支承結構和成海砂澆灌設備。

本發明的一個方面提供了一種組件，包括：7XXX系鋁合金第一元件，其包括有不大于1wt％的Cu；7XXX系鋁合金第二元件，其包括有至少1wt％的Cu；第一元件和第二元件之間的接頭，它將第一元件結合到第二元件；其中，該組件對于海洋環境具有抗應力腐蝕開裂性。

這里所用的術語應力腐蝕開裂(SCC)是指物品在應力狀態下由于開裂/出現裂紋而失效。在某些實施方式中，SCC是由于在長時間應力狀態下多維載荷而導致的。因而，在某些實施方式中，SCC抗性包括在一定應力載荷/閾值(MPa)并在一個或多個方向(包括ST、L和/或LT方向)上載荷時對于SCC的抗性。

海洋環境是指有鹽含量(例如鹽度)的水。例如，海洋環境包括鹽水或具有可測鹽度的水。在一些實施方式中，通過各種試驗來模擬海洋環境，包括例如ASTM試驗。

在一個實施方式中，第一元件通過了在依據ASTM標準G-103沸騰鹽水試驗在L方向為期至少7天測得的213MPa應力水平的抗應力腐蝕開裂性試驗。

在一個實施方式中，依據ASTM?G-110侵蝕性試驗，第一元件沒有點蝕或晶間腐蝕。

在一個實施方式中，第二元件通過了在依據ASTM標準G-44、G-47和G-49交替浸沒試驗在ST方向上為期至少30天測得的240MPa應力水平的抗應力腐蝕開裂性試驗。在一些實施方式中，第二元件通過了在ST、LT和/或L方向上載荷時的SCC抗性試驗。

在一些實施方式中，組件的第二元件包括比接頭的低銅含量區域低至少5mV的腐蝕電位。

在一些實施方式中，第二元件包括過時效狀態。

在一些實施方式中，接頭為焊縫。在一些實施方式中，接頭為固態焊接的焊縫。在一些實施方式中，接頭為摩擦攪拌焊接的焊縫。在一些實施方式中，接頭包括至少約297MPa的拉伸屈服強度，這是橫跨接頭測得的。

本發明的另一個方面提供了一種組件。該組件包括：第一元件，其包括Cu含量不大于1wt％的7XXX系鋁合金；第二元件，其包括Cu含量至少1wt％的7XXX系鋁合金，其中，第二元件包括過時效狀態；焊縫，其把第一元件和第二元件附連，其中，焊縫包括低銅含量區域；其中，由于過時效狀態，焊縫的低銅含量區域包括有在海洋環境中的抗應力腐蝕開裂性。

在一個實施方式中，焊縫的低銅含量區域包括比第二元件的腐蝕電位至少高5mV的腐蝕電位，這是依據ASTM?G-69測得的。

在一個實施方式中，在海洋環境中的抗應力腐蝕開裂性包括：焊縫的低銅含量區域通過了在依據ASTM標準G-103沸騰鹽水試驗橫跨焊縫為期至少6天測得的170MPa應力水平的抗應力腐蝕開裂性試驗。

在一個實施方式中，第一元件是擠壓件。在一個實施方式中，第二元件選自擠壓件和鍛造件。在一個實施方式中，第二元件的過時效狀態包括T7狀態。