[發明專利]一種高耐蝕Al-TM-RE系非晶鋁合金

在審

• 申請號: 201911060003.3
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110938786A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 王建強;楊番;楊柏俊;呂威閆;張鎖德;孫文海
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22C45/08
• 分類號: C22C45/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

本發明公開了一種高耐蝕Al?TM?RE系非晶鋁合金，屬于非晶合金材料技術領域。設計Al?TM?RE系非晶鋁合金的化學成分為(摩爾百分比)：Al 85?87％，Ni 5.5?6.5％，Co 1.5?2.5％，Y 4.0?5.0％，RE 0.5?1.5％；RE為Ce元素，或者RE為La與Ce元素的組合。本發明Al?TM?RE系非晶鋁合金非晶形成能力強，同時具備高耐蝕性能，在3.5wt.％NaCl溶液環境中，相較傳統Al?TM?RE五元鋁基非晶合金體系，點蝕電位提升了60?140mV_SCE，陽極極化形成的鈍化膜更厚，耐蝕性能更佳。

技術領域

本發明涉及非晶合金材料技術領域，具體涉及一種高耐蝕Al-TM-RE系非晶鋁合金，該發明也可對其他非晶合金耐蝕性能調控提供科學指導。

背景技術

通常鋁合金的耐蝕性能表現在其表面會形成一層的較致密的氧化膜具有較好的耐大氣腐蝕能力，但在苛刻環境(如含氯離子)其耐局部腐蝕的能力較差，特別是航空航天用的高強鋁合金的局部腐蝕破壞是其主要失效破壞方式之一。傳統的鋁合金腐蝕防護方法主要有如下三種：機械覆層、涂覆腐蝕緩蝕漆和鉻酸鹽轉化涂層。機械鋁覆層方法是一種廣泛采用的方法，起到了犧牲陽極的陰極保護作用，也可以有效地抑制局部點蝕、應力腐蝕和剝蝕等。但亦存在諸多不足之處：如缺少活性緩蝕劑而在高pH值環境保護性大大降低；在進行局部表面修復過程失效；不可現場替換。緩蝕漆和鉻酸鹽轉化涂層都含有鉻，由于高價鉻的毒性、致癌性，在構建環境友好型社會的今天也將逐漸限制并禁止使用。在一些苛刻環境，如兩棲飛機所處的海陸交替變化環境，鋁合金局部腐蝕防護問題傳統腐蝕防護方法難以解決。因此，針對高強鋁合金的腐蝕防護問題，急需開發一種有效的腐蝕防護方法。

非晶合金可以固溶大量耐蝕、緩蝕組元等特性使其具有較高的耐局部腐蝕能力。例如Al-TM-RE(TM＝過渡族金屬元素，RE＝稀土元素)體系非晶合金的耐點蝕能力遠高于傳統鋁合金。鑒于此，該體系被作為非晶態涂層嘗試用于傳統2024鋁合金的表面腐蝕防護，并呈現出多重防護功能^[73]。對比傳統鋁合金材料，鋁基非晶合金具有遠超于傳統鋁合金的性能，例如低密度、高強度、高韌性以及優異的耐蝕性能，在能源化工及航空航天等領域的表面耐蝕防護方面優勢明顯。但目前國內外對鋁基非晶涂層的研究處于起步階段，難以滿足工程化實際需求。因此，對鋁基非晶合金進行成分優化，提升其合金的耐蝕能力，使其滿足實際工況使役要求，對促進鋁基非晶合金的工程化應用具有重要的指導意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高耐蝕Al-TM-RE系非晶鋁合金，通過成分設計提高五元Al-TM-RE系非晶鋁合金的耐蝕能力。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種高耐蝕Al-TM-RE系非晶鋁合金，所述Al-TM-RE系非晶鋁合金按摩爾百分比計的化學成分如下：

Al 85-87％，Ni 5.5-6.5％，Co1.5-2.5％，Y 4.0-5.0％，RE 0.5-1.5％；RE為Ce元素，或者RE為La與Ce元素的組合。

所述Al-TM-RE系非晶鋁合金按摩爾百分比計優選的化學成分為：Al 86％，Ni6.0％，Co 2.0％，Y 4.5％，Ce 0.5-1.5％。

所述Al-TM-RE系非晶鋁合金按摩爾百分比計優選的化學成分為：Al 86％，Ni6.0％，Co 2.0％，Y 4.5％，0.1％<La<1.5％，0.1％<Ce<1.5％。

所述Al-TM-RE系非晶鋁合金制備時，選取原材料Al純度≥99.99％，其他元素純度≥99.999％，高純氬氣環境下制備母合金后，采用單輥熔體急冷法制備成條帶樣品。所制備的條帶樣品，最終凝固組織為完全非晶態結構，厚度為25～35μm，寬度為2.5～3.5mm。