[發(fā)明專利]Zn合金化的高強(qiáng)高抗晶間腐蝕5083型鋁合金及制備方法

有效

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• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN109022952B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許曉靜;張斌;張沖;阮鴻雁;劉正;黃爍銘;王天倫;陳漢輝;張進(jìn)松;張可人
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: C22C21/06
• 分類號: C22C21/06;C22F1/047;C22C1/03
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 瞿網(wǎng)蘭

一種Zn合金化的高強(qiáng)高抗晶間腐蝕5083型鋁合金及制備方法，其特征在于：它主要由鋁、鎂、鋅、錳、鋯和鍶組成，其中，鎂的質(zhì)量百分比為4.39～4.76％，鋅的質(zhì)量百分比為1.65～1.83％，錳的質(zhì)量百分比為0.78％，鋯的質(zhì)量百分比為0.171～0.196％，鍶的質(zhì)量百分比為0.0029～0.005％，其余為鋁和少量雜質(zhì)元素。工藝方法依次包括：(1)熔鑄、(2)均勻化退火、(3)熱壓縮、(4)熱軋制組成、(5)穩(wěn)定退火。本發(fā)明獲得的Zn合金化的高強(qiáng)高抗晶間腐蝕5083型鋁合金按國標(biāo)GB/T 7998?2005中5000系鋁合金測試標(biāo)準(zhǔn)其晶間腐蝕的最大腐蝕深度為41.74μm～72.16μm，其腐蝕等級為3級，抗晶間腐蝕性能顯著提高。其位錯密度很高，位錯對強(qiáng)度的貢獻(xiàn)值在46～70MPa之間，使拉伸強(qiáng)度達(dá)到343.2～385.7MPa之間，硬度達(dá)到105.53～123.63HV之間，延伸率在14.71～17.65％之間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁合金材料，尤其是一種5083型鋁合金及制備方法，具體地說是一種Zn合金化的高強(qiáng)高抗晶間腐蝕5083型鋁合金及制備方法。

背景技術(shù)

5083鋁合金屬于中鎂5000系鋁合金，具有比強(qiáng)度高、抗海水腐蝕性能優(yōu)良等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于船舶制造行業(yè)，但工業(yè)的發(fā)展，對5083型合金的綜合性能尤其是抗晶間腐蝕還有力學(xué)性能提出了更高的要求。

5083型鋁合金雖然有較好的抗腐蝕性能，但是在面對一些環(huán)境，比如海水侵蝕等惡劣環(huán)境時，也會產(chǎn)生較大腐蝕，力學(xué)性能產(chǎn)生較大的降低，因此為了滿足要求，需要提高5083型鋁合金的抗晶間腐蝕性能和強(qiáng)度。晶間腐蝕是高強(qiáng)鋁合的一種基礎(chǔ)腐蝕形態(tài)，它對高強(qiáng)鋁合金使用壽命和使用安全性帶來很大的損害。一般而言，高強(qiáng)鋁合金的強(qiáng)度愈高，抗晶間腐蝕性能愈低。通常在Al-Mn系鋁合金中添加Mg元素，可以有效提高合金的強(qiáng)度，但當(dāng)Mg含量過高時，合金晶界上會析出腐蝕電位(?1.085V)比鋁基體α(Al)的腐蝕電位(?0.812V)低的β(Al₃Mg₂)相，導(dǎo)致不同基體的電位差增大，合金晶間腐蝕敏感性提高。在Al-Mn系鋁合金添加Mg元素的基礎(chǔ)上進(jìn)一步添加Zn元素，可使合金晶界形成τ(Mg₃₂(Al, Zn)₄₉)相來抑制β(Al₃Mg₂)相的生成。由于τ(Mg₃₂(Al, Zn)₄₉)的腐蝕電位(?0.813V)比β(Al₃Mg₂)相的腐蝕電位(?1.085V)高并且與鋁基體α(Al)的腐蝕電位(?0.812V)相近，使得基體之間電位差降低，導(dǎo)致合金晶間的腐蝕敏感性降低，因此，通過Zn元素的合金化一方面可以提高合金的抗腐蝕性能，另一方面能夠提高合金的強(qiáng)度，達(dá)到改善其力學(xué)性能的目的。

到目前為止，我國尚未有一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)通過Zn合金化的5083型鋁合金來提高其抗腐蝕性能和強(qiáng)度，這嚴(yán)重制約了此類鋁合金零部件在航空、航海的發(fā)展，所以我們迫切需要解決這一問題，從而獲得高強(qiáng)度和高抗腐蝕性能兼顧的合金，提高合金在工業(yè)化過程中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是針對目前5083型鋁合金抗晶間腐蝕、強(qiáng)度等綜合性能尚不夠理想的問題，發(fā)明一種通過Zn的合金化以及熔鑄-均勻化退火-熱壓縮-熱軋制-退火一系列工藝來有效提高5083型鋁合金的抗晶間腐蝕性能，同時保證其強(qiáng)度的工藝方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案之一是：

一種Zn合金化的高強(qiáng)高抗晶間腐蝕5083型鋁合金，其特征在于：它主要由鋁（Al）、鎂（Mg）、鋅（Zn）、錳（Mn）、鋯（Zr）和鍶（Sr）組成，其中，鎂（Mg）的質(zhì)量百分比為4.39~4.76%，鋅（Zn）的質(zhì)量百分比為1.65~1.83%，錳（Mn）的質(zhì)量百分比為0.78%，鋯（Zr）的質(zhì)量百分比為0.171~0.196%，鍶（Sr）的質(zhì)量百分比為0.0029~0.005%，其余為鋁和少量雜質(zhì)元素。

本發(fā)明的技術(shù)方案之二是：