CN107460380B - 一种高强耐蚀铝合金及其制备方法 - Google Patents

一种高强耐蚀铝合金及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107460380B
CN107460380B CN201710785031.6A CN201710785031A CN107460380B CN 107460380 B CN107460380 B CN 107460380B CN 201710785031 A CN201710785031 A CN 201710785031A CN 107460380 B CN107460380 B CN 107460380B
Authority
CN
China
Prior art keywords
content
alloy
temperature
raw material
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710785031.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107460380A (zh
Inventor
聂宝华
陈东初
傅晓润
罗铭强
常萌蕾
聂德建
孙海波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming Metallurgical Research Institute
Original Assignee
Foshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan University filed Critical Foshan University
Priority to CN201710785031.6A priority Critical patent/CN107460380B/zh
Publication of CN107460380A publication Critical patent/CN107460380A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107460380B publication Critical patent/CN107460380B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高强耐腐蚀铝合金及其制备方法，各组分及其重量百分比为：Mg含量为4.5‑5.5％，Zn含量为0.9‑1.8％，Mn元素含量为0.4‑1.0％，Ce稀土元素含量为0.01～0.05％，Er含量为0.15～0.35％，Zr元素含量为0.10～0.25％，B含量0.01～0.06％，杂质元素Si含量≤0.1％，Fe含量≤0.15％，其它杂质元素总的含量≤0.15％，Al为平衡元素。所述铝合金的制备过程包括：配比原料、原料熔炼、精炼、浇注、三级均匀化处理、挤压变形处理、拉伸变形处理、时效处理。其制备过程简单易行，且生产成本较低。所述铝合金具有高的耐蚀性能及良好的力学性能。

Description

一种高强耐蚀铝合金及其制备方法
技术领域
本发明属于有色金属技术领域，特别涉及一种高强耐蚀铝合金及其制备方法。
背景技术
Al-Mg系铝合金具有优良的耐蚀性能，广泛用于船体结构，如船侧、船底外板、龙骨、肋板、隔壁等。船舶的工作环境要求耐蚀铝合金同时具备一定的力学强度、耐蚀性能及可焊性等性能，但是Al-Mg系铝合金通常很难同时具有优良的耐蚀性和强度。为了提高Al-Mg系铝合金的强度，通常提高Mg元素含量，但促使Mg5Al8相沿晶界连续析出，降低合金耐蚀性，加工性能大大降低。对于高Mg铝合金，形变热处理可改善合金耐蚀性，但该工艺要与合金成分进行精确协同控制。因此，需要开发基于多元微合金化Al-Mg系合金及制备方法，以提高合金强度与耐蚀性能。
发明内容
本发明一种高强耐蚀铝合金及其制备方法，所述铝合金具有高的耐蚀性能及良好的力学性能，其制备方法也简单易行，成本较低。
本发明为解决上述问题，采用下述技术方案。
一种高强耐腐蚀铝合金，各组分及其重量百分比为：Mg含量为4.5～5.5％，Zn含量为0.9～1.8％，Mn元素含量为0.4～1.0％，Ce稀土元素含量为0.01～0.05％，Er含量为0.15～0.35％，Zr元素含量为0.10～0.25％，B含量0.01-0.06％，杂质元素Si含量≤0.1％，Fe含量≤0.15％，其它杂质元素总的含量≤0.15％，Al为平衡元素。
一种高强耐腐蚀铝合金的制备方法，所述制备方法包括：
(1)配比原料：按照权利要求1所述的组分及其重量百分比配比原料；
(2)原料熔炼：在750～770℃温度条件下，先将先将高纯铝铝锭熔化，随后加入Al-Er中间合金、Al-B中间合金、Al-Mn中间合金、富Ce稀土元素、Al-Zr中间合金，待中间合金熔化后加入纯锌、纯镁以及覆盖剂；
(3)精炼：在完全熔化的金属熔液中加入六氯乙烷进行除气处理，并充分搅拌，精炼时金属温度维持在720℃～740℃的范围内，精炼后应进行充分静置，静置时间不低于25分钟；
(4)浇注：当金属熔液温度降至690℃～710℃，充分静置后将金属熔液浇入温度为410℃～450℃金属模具内，即可获得合金铸锭；
(5)三级均匀化处理：将步骤(4)获得的合金铸锭进行三级均匀化处理，第一阶段在300～360℃下保温3～15h，第二阶段在400～450℃下保温15～35h，第三阶段在450～480℃下保温15～35h；
(6)挤压变形处理：对步骤(5)获得的合金铸锭进行挤压变形处理，挤压温度为470℃～500℃，变形系数为15～20，采用强制空冷冷却；
(7)拉伸变形处理：对步骤(6)获得的合金进行拉伸变形处理，拉伸变形量为20％～40％；
(8)时效处理：对步骤(7)获得的合金进行时效处理，时效温度110～150℃，时效时间为10～30h，最终获得所述铝合金。
本发明的有益效果为：①所述铝合金中合理添加适量Zn元素，在后期人工时效析出T相，提高合金的强度；同时降低Mg5Al8相与铝基体电位差，提高合金耐蚀性。②添加微量B元素与Er元素，净化晶界，提高所述铝合金耐蚀性；③所述铝合金中添加Zr、Er与Mn元素，形成含一次Al3Er与Al3Mn相，抑制高温挤压再结晶，到达细化晶粒及提高合金耐蚀性的目的；④采用三级均匀化热处理工艺，使二次Al3Er相在组织中均匀弥散析出，进一步提高所述铝合金的强度与断裂韧性；⑤采用形变时效工艺，使得T相与Mg5Al8相在晶界晶内均匀弥散析出，进一步提高所述铝合金强度与耐蚀性；⑥合理添加微量Ce稀土元素，使得二次Al3Er相、Mg5Al8相与T相更加弥散分布，提高所述铝合金强度与耐蚀性；⑦利用Er替代Sc元素，使所述铝合金获得高强耐蚀等综合性能，同时降低了所述铝合金制备成本。上述合金成分设计与制备工艺的实施，保证了本合金具有优良的力学性能。
具体实施方式：
实施例1
表1为所述铝合金组分及重量百分比。
表1
铸锭号 Mg Zn Mn Er Zr B Ce Fe Si Al
1# 0.50 0.94 0.72 0.18 0.15 0.03 0.02 <0.15 <0.10 余量
2# 0.47 1.2 0.90 0.26 0.14 0.05 0.04 <0.15 <0.10 余量
3# 0.52 1.65 0.50 0.32 0.20 0.06 0.03 <0.15 <0.10 余量
该合金的制备方法为：
(1)配比原料：按照表1所示的组分及重量百分比配比原料；
(2)原料熔炼：在760℃温度条件下，先将先将高纯铝铝锭熔化，随后加入Al-Er中间合金、Al-B中间合金、Al-Mn中间合金、富Ce稀土元素、Al-Zr中间合金，待中间合金熔化后加入纯锌、纯镁以及覆盖剂；
(3)精炼：在完全熔化的金属熔液中加入六氯乙烷进行除气处理，并充分搅拌，精炼时金属温度维持在730℃的范围内，精炼后应进行充分静置，静置时间不低于25分钟；
(4)浇注：当金属熔液温度降至700℃，充分静置后将金属熔液浇入温度为430℃金属模具内，即可获得合金铸锭；
(5)三级均匀化处理：将步骤(4)获得的合金铸锭进行三级均匀化处理，第一阶段在330℃下保温9h，第二阶段在430℃下保温24h，第三阶段在470℃下保温24h；
(6)挤压变形处理：对步骤(5)获得的合金铸锭进行挤压变形处理，挤压温度为480℃，变形系数为19，采用强制空冷冷却方式；
(7)拉伸变形处理：对步骤(6)获得的合金进行拉伸变形处理，拉伸变形量为30％；
(8)时效处理：对步骤(7)获得的合金进行时效处理，时效温度120℃，时效时间为24h，最终获得所述铝合金。
表2为通过上述步骤制备的合金的性能列表。
表2
铸锭号 抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 延伸率/％ 盐雾腐蚀速率g/(m<sup>2</sup>·d)
1# 424 336 18 0.011
2# 414 328 20 0.007
3# 428 342 17.6 0.013
从表2可以看出：本发明所述的高热导铝合金在所述的制备工艺下可稳定的制备出合金抗拉强度超过410MPa，延伸率超过17％，盐雾腐蚀速率不超过0.013g/(m2·d)，力学性能达到传统5056铝合金水平，但耐蚀性远高于5056合金(盐雾腐蚀速率不超过0.023g/(m2·d))。因而，在船舶、海工工程等腐蚀环境服役领域存在很大的应用潜力。
实施例2
表3为所述铝合金组分及重量百分比。
表3
该合金的制备方法为：
(1)配比原料：按照表1所示的组分及重量百分比配比原料；
(2)原料熔炼：在750℃温度条件下，先将先将高纯铝铝锭熔化，随后加入Al-Er中间合金、Al-B中间合金、Al-Mn中间合金、富Ce稀土元素、Al-Zr中间合金，待中间合金熔化后加入纯锌、纯镁以及覆盖剂；
(3)精炼：在完全熔化的金属熔液中加入六氯乙烷进行除气处理，并充分搅拌，精炼时金属温度维持在720℃的范围内，精炼后应进行充分静置，静置时间不低于25分钟；
(4)浇注：当金属熔液温度降至690℃，充分静置后将金属熔液浇入温度为410℃金属模具内，即可获得合金铸锭；
(5)三级均匀化处理：将步骤(4)获得的合金铸锭进行三级均匀化处理，第一阶段在310℃下保温8h，第二阶段在400℃下保温15h，第三阶段在450℃下保温15h；
(6)挤压变形处理：对步骤(5)获得的合金铸锭进行挤压变形处理，挤压温度为470℃，变形系数为15，采用强制空冷冷却方式；
(7)拉伸变形处理：对步骤(6)获得的合金进行拉伸变形处理，拉伸变形量为20％；
(8)时效处理：对步骤(7)获得的合金进行时效处理，时效温度150℃，时效时间为10h，最终获得所述铝合金。
表4为通过上述步骤制备的合金的性能列表。
表4
从表2可以看出：本发明所述的高热导铝合金在所述的制备工艺下可稳定的制备出合金抗拉强度超过410MPa，延伸率超过17％，盐雾腐蚀速率不超过0.013g/(m2·d)，力学性能达到传统5056铝合金水平，但耐蚀性远高于5056合金(盐雾腐蚀速率不超过0.023g/(m2·d))。因而，在船舶、海工工程等腐蚀环境服役领域存在很大的应用潜力。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (2)

1.一种高强耐腐蚀铝合金，其特征在于，各组分及其重量百分比为：Mg含量为052％，Zn含量为1.65％，Mn元素含量为0.50％，Ce稀土元素含量为0.03％，Er含量为0.32％，Zr元素含量为0.20％，B含量0.06％，杂质元素Si含量≤0.1％，Fe含量≤0.15％，其它杂质元素总的含量≤0.15％，Al为平衡元素。
2.一种高强耐腐蚀铝合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)配比原料：按照权利要求1所述的组分及其重量百分比配比原料；
(2)原料熔炼：在750～770℃温度条件下，先将高纯铝铝锭熔化，随后加入Al-Er中间合金、Al-B中间合金、Al-Mn中间合金、富Ce稀土元素、Al-Zr中间合金，待中间合金熔化后加入纯锌、纯镁以及覆盖剂；
(3)精炼：在完全熔化的金属熔液中加入六氯乙烷进行除气处理，并充分搅拌，精炼时金属温度维持在720℃～740℃的范围内，精炼后应进行充分静置，静置时间不低于25分钟；
(4)浇注：当金属熔液温度降至690℃～710℃，充分静置后将金属熔液浇入温度为410℃～450℃金属模具内，即可获得合金铸锭；
(5)三级均匀化处理：将步骤(4)获得的合金铸锭进行三级均匀化处理，第一阶段在300～360℃下保温3～15h，第二阶段在400～450℃下保温15～35h，第三阶段在450～480℃下保温15～35h；
(6)挤压变形处理：对步骤(5)获得的合金铸锭进行挤压变形处理，挤压温度为470℃～500℃，变形系数为15～20，采用强制空冷冷却；
(7)拉伸变形处理：对步骤(6)获得的合金进行拉伸变形处理，拉伸变形量为20％～40％；
(8)时效处理：对步骤(7)获得的合金进行时效处理，时效温度110～150℃，时效时间为10～30h，最终获得所述铝合金。
CN201710785031.6A 2017-09-04 2017-09-04 一种高强耐蚀铝合金及其制备方法 Active CN107460380B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710785031.6A CN107460380B (zh) 2017-09-04 2017-09-04 一种高强耐蚀铝合金及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710785031.6A CN107460380B (zh) 2017-09-04 2017-09-04 一种高强耐蚀铝合金及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107460380A CN107460380A (zh) 2017-12-12
CN107460380B true CN107460380B (zh) 2019-07-09

Family

ID=60550907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710785031.6A Active CN107460380B (zh) 2017-09-04 2017-09-04 一种高强耐蚀铝合金及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107460380B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108559889B (zh) * 2018-04-27 2020-06-09 佛山科学技术学院 一种微合金化中强耐蚀铝合金及其制备方法
CN109295359B (zh) * 2018-10-16 2019-11-12 东莞市东兴铝业有限公司 一种高导电高强度的铝合金及其制备方法
CN109161738B (zh) * 2018-10-16 2019-11-12 东莞市东兴铝业有限公司 一种高导电耐腐蚀的铝合金及其制备方法
CN112226656A (zh) * 2020-09-25 2021-01-15 西南铝业（集团）有限责任公司 一种Al-Mg-Mn-Er系铝合金挤压制品的生产工艺

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85100580A (zh) * 1985-04-01 1986-08-20 南京工学院 耐蚀、光亮、可发色压铸铝合金
CN1274392A (zh) * 1998-08-21 2000-11-22 戴姆勒-克莱斯勒股份公司 特别适用于航空应用的、新的可焊、耐腐蚀、高镁含量的铝－镁合金
CN103866167A (zh) * 2014-03-27 2014-06-18 北京科技大学 一种铝合金及其合金板材、以及合金板材的制备方法
CN104195388A (zh) * 2014-09-23 2014-12-10 中南大学 一种高强耐蚀Al-Mg合金
CN104195390A (zh) * 2014-09-23 2014-12-10 中南大学 一种高强耐蚀耐热易成型Al-Mg合金
CN104711463A (zh) * 2015-03-17 2015-06-17 中南大学 一种Al-Mg-Zn-Li合金及其板材制备方法
CN105316610A (zh) * 2014-06-13 2016-02-10 王美 一种2a90铝合金在提高抗拉强度后的处理工艺
CN106399777A (zh) * 2016-11-11 2017-02-15 佛山科学技术学院 一种高强度高淬透性超高强铝合金及其制备方法
CN106399776A (zh) * 2016-11-11 2017-02-15 佛山科学技术学院 一种800MPa级超高强铝合金及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85100580A (zh) * 1985-04-01 1986-08-20 南京工学院 耐蚀、光亮、可发色压铸铝合金
CN1274392A (zh) * 1998-08-21 2000-11-22 戴姆勒-克莱斯勒股份公司 特别适用于航空应用的、新的可焊、耐腐蚀、高镁含量的铝－镁合金
CN103866167A (zh) * 2014-03-27 2014-06-18 北京科技大学 一种铝合金及其合金板材、以及合金板材的制备方法
CN105316610A (zh) * 2014-06-13 2016-02-10 王美 一种2a90铝合金在提高抗拉强度后的处理工艺
CN104195388A (zh) * 2014-09-23 2014-12-10 中南大学 一种高强耐蚀Al-Mg合金
CN104195390A (zh) * 2014-09-23 2014-12-10 中南大学 一种高强耐蚀耐热易成型Al-Mg合金
CN104711463A (zh) * 2015-03-17 2015-06-17 中南大学 一种Al-Mg-Zn-Li合金及其板材制备方法
CN106399777A (zh) * 2016-11-11 2017-02-15 佛山科学技术学院 一种高强度高淬透性超高强铝合金及其制备方法
CN106399776A (zh) * 2016-11-11 2017-02-15 佛山科学技术学院 一种800MPa级超高强铝合金及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107460380A (zh) 2017-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106399776B (zh) 一种800MPa级超高强铝合金及其制备方法
CN107460380B (zh) 一种高强耐蚀铝合金及其制备方法
CN106350716B (zh) 一种高强度外观件铝合金材料及其制备方法
CN101624670B (zh) 一种高强度高延伸率铝合金及其制备方法
CN110592445B (zh) 720-740MPa冷挤压Al-Zn-Mg-Cu-Ti铝合金及制备方法
CN110592444B (zh) 一种700-720MPa强度耐热高抗晶间腐蚀铝合金及其制备方法
KR102003569B1 (ko) 2xxx 계열 알루미늄 리튬 합금
CN101509091A (zh) 一种高强高韧Al-Zn-Mg-Cu-Sr合金及制备方法
CN107190186A (zh) 一种新型超高强高韧铝合金及其制备方法
CN109972003A (zh) 适于重力铸造的高延伸率耐热铝合金及其制备方法
CN108559889A (zh) 一种微合金化中强耐蚀铝合金及其制备方法
CN104611617B (zh) 一种液态模锻Al-Cu-Zn铝合金及其制备方法
CN107829000A (zh) 一种压铸铝合金材料及其制备方法
CN107419141B (zh) 一种Al-Si-Fe-RE-B合金导体材料及制备方法
CN108546854A (zh) 一种压铸铝合金材料及其制备方法
CN104099496B (zh) 一种高强韧重力铸造铝硅合金及其制备方法
CN108707767A (zh) 一种铝合金材料的制备方法
CN112030045B (zh) 一种亚共晶铝硅合金及其制备方法
CN108950319A (zh) 一种高导热铝合金材料及其制备方法
CN109797328B (zh) 一种中高强耐损伤铝锂合金材料及其制备方法和应用
CN107447138B (zh) 一种抗腐蚀铝合金型材及其挤压方法
CN114480933B (zh) 一种特高强铝合金及其制备方法和应用
CN108251731A (zh) 一种稀土镁合金及其制备方法
CN107937768A (zh) 一种挤压铸造铝合金材料及其制备方法
US11898232B2 (en) High-strength alloy based on aluminium and method for producing articles therefrom

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231019

Address after: Room 2102, Building 7, Wuyue Garden, Puji Street Office, Kangming Road, Wuhua District, Kunming City, Yunnan Province, 650000

Patentee after: Yunnan Lvao New Technology Development Co.,Ltd.

Address before: 230000 floor 1, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province

Patentee before: Dragon totem Technology (Hefei) Co.,Ltd.

Effective date of registration: 20231019

Address after: 230000 floor 1, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province

Patentee after: Dragon totem Technology (Hefei) Co.,Ltd.

Address before: 528000 No. 18, No. 1, Jiangwan, Guangdong, Foshan

Patentee before: FOSHAN University

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231120

Address after: 650031 No. 86 Yuantong North Road, Wuhua District, Yunnan, Kunming

Patentee after: Kunming Metallurgical Research Institute Co.,Ltd.

Address before: Room 2102, Building 7, Wuyue Garden, Puji Street Office, Kangming Road, Wuhua District, Kunming City, Yunnan Province, 650000

Patentee before: Yunnan Lvao New Technology Development Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right