CN105624486A - 一种耐应力腐蚀铝合金 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐应力腐蚀铝合金,按重量百分比包括以下组分:Si:0.40-0.44%,Mg:0.64-0.66%,Cu:0.02%,Fe:0.23-0.25%,Sr:0.02-0.03%,La:0.14%,Nd:0.18%,Zn:0.03-0.05%,Ti:0.02-0.05%,其余为Al。该铝合金表面光滑,硬度范围更高,耐应力腐蚀性好,能够广泛用于各种海洋作业设备制造。
Description
技术领域
本发明涉及材料工程领域,特别是一种耐应力腐蚀铝合金。
背景技术
铝合金具有质量轻、原料易得等优点,现已逐步应用于在海洋作业设备当中。目前海洋作业设备用铝合金虽然具有一定的耐腐蚀性能,但是在铝合金的耐蚀性测定过程中,往往以铝合金完全浸没海水为前提条件或是在盐雾状态下进行评价。实际上,海洋作业设备的铝合金经常处于海水-空气界面上,这种两相交界处的腐蚀情况较完全浸没海水的状况更加严重,目前很少有铝合金能应对这种情况。另外,海洋作业设备用铝合金经常会受到各种应力载荷,因此应力腐蚀性也是此领域铝合金必须要考虑到的一个指标。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足,本发明提供了一种铝合金,表面光滑,硬度范围更高,耐应力腐蚀性好,能够广泛用于各种海洋作业设备制造。
本发明提供的一种铝合金,按重量百分比包括以下组分:Si:0.40-0.44%,Mg:0.64-0.66%,Cu:0.02%,Fe:0.23-0.25%,Sr:0.02-0.03%,La:0.14%,Nd:0.18%,Zn:0.03-0.05%,Ti:0.02-0.05%,其余为Al。
优选地,Mg、La、Zn的质量比为:Mg:La:Zn=64:14:3。
优选地,Mg、La、Zn的质量比为:Mg:La:Zn=66:14:5。
优选地,Mg、La、Zn的质量比为:Mg:La:Zn=65:14:5。
所述铝合金的表面粗糙度为1.8um。
所述铝合金的硬度为10-13HW。
本发明提供的一种铝合金,与传统的铝合金相比,表面更加光滑,粗糙度可达1.8um,无明显凹陷,不易产生腐蚀,使用年限更长,硬度更高,此外通过合理的配伍和配比,可以使铝合金在海水-空气界面处仍能表现出良好的耐应力腐蚀特性。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
本实施例中铝合金中各组分重量百分比如下:Si:0.40%,Mg:0.64%,Cu:0.02%,Fe:0.23%,Sr:0.03%,La:0.14%,Nd:0.18%,Zn:0.03%,Ti:0.05%,其余为Al。
利用上述组分制备铝合金型材成品,具体制备方法为:将各组分混合均匀后,在铝棒炉内均质化处理,提升整体性能的均匀性,使材料兼具适当的硬度和韧性,然后经空气冷却,在450-500℃进行铸锭加热,然后送入挤压机挤压,挤压筒的温度在400℃±10℃,挤压速度3-6m/min,挤压后进行水雾淬火,后经断切、冷床冷却、拉伸、矫直后进行人工时效,保温温度为250℃±10℃,时间180min,得到铝合金成品。经测试,铝合金成品的硬度(HW)为10。表面粗糙度为1.8um,型材厚度可达3mm。
此外,还可以利用上述组分,采用本领域公知的模具将铝合金制备成各种海洋作业设备的零部件。如船舰、水上飞机的舱板、水下探测设备的机械手部件等等。此部分为本领域常规技术,本发明中不再详述。
实施例2
本实施例中铝合金中各组分重量百分比如下:Si:0.44%,Mg:0.66%,Cu:0.02%,Fe:0.25%,Sr:0.02%,La:0.14%,Nd:0.18%,Zn:0.05%,Ti:0.02%,其余为Al。
利用上述组分制备铝合金型材成品,具体制备方法为:将各组分混合均匀后,在铝棒炉内均质化处理,提升整体性能的均匀性,使材料兼具适当的硬度和韧性,然后经空气冷却,在450-500℃进行铸锭加热,然后送入挤压机挤压,挤压筒的温度在400℃±10℃,挤压速度3-6m/min,挤压后进行水雾淬火,后经断切、冷床冷却、拉伸、矫直后进行人工时效,保温温度为250℃±10℃,时间180min,得到铝合金成品。经测试,铝合金成品的硬度(HW)为10。表面粗糙度为1.8um,型材厚度可达3mm。
此外,还可以利用上述组分,采用本领域公知的模具将铝合金制备成各种海洋作业设备的零部件。如船舰、水上飞机的舱板、水下探测设备的机械手部件等等。此部分为本领域常规技术,本发明中不再详述。
实施例3
本实施例中铝合金中各组分重量百分比如下:Si:0.42%,Mg:0.65%,Cu:0.02%,Fe:0.24%,Sr:0.03%,La:0.14%,Nd:0.18%,Zn:0.05%,Ti:0.04%,其余为Al。
利用上述组分制备铝合金型材成品,具体制备方法为:将各组分混合均匀后,在铝棒炉内均质化处理,提升整体性能的均匀性,使材料兼具适当的硬度和韧性,然后经空气冷却,在450-500℃进行铸锭加热,然后送入挤压机挤压,挤压筒的温度在400℃±10℃,挤压速度3-6m/min,挤压后进行水雾淬火,后经断切、冷床冷却、拉伸、矫直后进行人工时效,保温温度为250℃±10℃,时间180min,得到铝合金成品。经测试,铝合金成品的硬度(HW)为10。表面粗糙度为1.8um,型材厚度可达3mm。
此外,还可以利用上述组分,采用本领域公知的模具将铝合金制备成各种海洋作业设备的零部件。如船舰、水上飞机的舱板、水下探测设备的机械手部件等等。此部分为本领域常规技术,本发明中不再详述。
对比例1
本实施例中铝合金中各组分重量百分比如下:Si:0.32%,Mg:070%,Cu:0.04%,Fe:0.26%,Sr:0.05%,La:0.22%,Nd:0.26%,Zn:0.02%,Ti:0.08%,其余为Al。
利用上述组分制备铝合金型材成品,具体制备方法为:将各组分混合均匀后,在铝棒炉内均质化处理,提升整体性能的均匀性,使材料兼具适当的硬度和韧性,然后经空气冷却,在450-500℃进行铸锭加热,然后送入挤压机挤压,挤压筒的温度在400℃±10℃,挤压速度3-6m/min,挤压后进行水雾淬火,后经断切、冷床冷却、拉伸、矫直后进行人工时效,保温温度为250℃±10℃,时间180min,得到铝合金成品。经测试,铝合金成品的硬度(HW)为8。表面粗糙度为3um,型材厚度可达3mm。
对比例2
本实施例中铝合金中各组分重量百分比如下:Si:0.50%,Mg:0.55%,Cu:0.01%,Fe:0.18%,Sr:0.01%,La:0.10%,Nd:0.14%,Zn:0.03%,Ti:0.03%,其余为Al。
利用上述组分制备铝合金型材成品,具体制备方法为:将各组分混合均匀后,在铝棒炉内均质化处理,提升整体性能的均匀性,使材料兼具适当的硬度和韧性,然后经空气冷却,在450-500℃进行铸锭加热,然后送入挤压机挤压,挤压筒的温度在400℃±10℃,挤压速度3-6m/min,挤压后进行水雾淬火,后经断切、冷床冷却、拉伸、矫直后进行人工时效,保温温度为250℃±10℃,时间180min,得到铝合金成品。经测试,铝合金成品的硬度(HW)为8。表面粗糙度为3um。
试验例1
将实施例1~3、对比例1~2中的铝合金成品制备成标准应力腐蚀试验用试件,将试件置入容器内固定,容器内注入3.5%NaCl海水,直至达到试件中部为止,以此模拟海水两相交界环境。对试件加载55MPa载荷,测试其发生断裂的时间。
表1.铝合金应力腐蚀性能
组别 | 断裂时间 |
实施例1 | 720小时不断裂 |
实施例2 | 720小时不断裂 |
实施例3 | 720小时不断裂 |
对比例1 | 42小时断裂,裂口位于中部交界处 |
对比例2 | 38小时断裂,裂口位于中部交界处 |
由上述结果可知,本发明提供的铝合金具有良好的耐应力腐蚀性能。
以上对本发明所提供的一种耐应力腐蚀铝合金进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰。这些改进和修饰也应当落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种耐应力腐蚀铝合金,其特征在于,按重量百分比包括以下组分:Si:0.40-0.44%,Mg:0.64-0.66%,Cu:0.02%,Fe:0.23-0.25%,Sr:0.02-0.03%,La:0.14%,Nd:0.18%,Zn:0.03-0.05%,Ti:0.02-0.05%,其余为Al。
2.根据权利要求1所述的耐应力腐蚀铝合金,其特征在于,Mg、La、Zn的质量比为:Mg:La:Zn=64:14:3。
3.根据权利要求1所述的耐应力腐蚀铝合金,其特征在于,Mg、La、Zn的质量比为:Mg:La:Zn=66:14:5。
4.根据权利要求1所述的耐应力腐蚀铝合金,其特征在于,Mg、La、Zn的质量比为:Mg:La:Zn=65:14:5。
5.根据权利要求1所述的耐应力腐蚀铝合金,其特征在于,所述铝合金的表面粗糙度为1.8um。
6.根据权利要求1所述的耐应力腐蚀铝合金,其特征在于,所述铝合金的硬度为10-13HW。
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