CN108546856A - 一种耐腐蚀铝合金 - Google Patents

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胡晓菁
王建新
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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀铝合金，其组成成分按重量百分比包括：Cu：0.2‑0.5％、Mg：0.8‑1.3％、Zn：0.25‑0.45％、Ti：0.01‑0.05％、Cr：0.06‑0.1％、Ce：0.02‑0.05％、Nd：0.01‑0.03％、Tb：0.01‑0.04％、Sm：0.007‑0.02％、B：0.55‑0.9％，余量为Al。本发明具有优异的硬度和耐腐蚀性能。

Description

一种耐腐蚀铝合金
技术领域
本发明涉及铝合金，具体涉及一种耐腐蚀铝合金。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。
铝合金较活泼，在普通的大气环境下，表面将自然生成一层氧化膜，但厚度较薄，一般为0.01-0.1um，使得铝合金基体在普通大气环境、中性和弱酸溶液中具有一定的作用，但在污染较严重、湿度较大、滨海地区大气环境以及其它酸、碱等环境中，其表面氧化膜难以具有较好的耐蚀性能。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐腐蚀铝合金。本发明具有优异的硬度和耐腐蚀性能。
本发明提出的一种耐腐蚀铝合金，其组成成分按重量百分比包括：Cu：0.2-0.5％、Mg：0.8-1.3％、Zn：0.25-0.45％、Ti：0.01-0.05％、Cr：0.06-0.1％、Ce：0.02-0.05％、Nd：0.01-0.03％、Tb：0.01-0.04％、Sm：0.007-0.02％、B：0.55-0.9％，余量为Al。
优选地，所述Ce、Nd和Tb的含量满足下列关系式：Ce+Nd＝2×Tb。
优选地，所述Ti、Cr和B的含量满足下列关系式：Ti+Cr+B≥0.85％。
优选地，所述Cu、Mg、Zn的重量比为0.25-0.45：0.9-1.2：0.3-0.4。
优选地，所述Ti、Cr、Ce的重量比为0.02-0.04：0.07-0.09：0.03-0.04。
优选地，其组成成分按重量百分比包括：Cu：0.28-0.35％、Mg：0.95-1.1％、Zn：0.33-0.38％、Ti：0.025-0.03％、Cr：0.075-0.085％、Ce：0.035-0.045％、Nd：0.02-0.025％、Tb：0.02-0.03％、Sm：0.008-0.01％、B：0.6-0.8％，余量为Al。
本发明按常规方法进行制备。
本发明铝合金的元素包括：Cu、Mg、Zn、Ti、Cr、Ce、Nd、Tb、Sm、B和Al；其中，在Al中添加Cu、Mg、Zn，作为构成超硬铝属Al-Cu-Mg-Zn系的基础组分，且合理控制其之间的重量比，使本发明具有较高的硬度；在Al中添加稀土元素Ce、Nd、Tb和Sm，由于Ce与Nd配合作用能够细化和净化晶粒，提高合金元素之间的相容性，改善合金材料成分和组织的均匀性，使腐蚀电位正移，进而提高本发明的耐腐蚀性；Tb与Sm配合作用能够使析出的CuAl2强化相细化，使晶界无沉淀带宽度变窄，晶界析出相不连续分布，进而改善了合金的耐蚀性能，进一步提高本发明的耐腐蚀性，同时对本发明的硬度也有一定的促进作用；在Al中添加B、Ti和Cr，三者配合作用，能够清除有害杂质的影响，提高合金的抑制再结晶能力，并显著提高本发明的抗应力腐蚀性能。实验表明，Ce、Nd和Tb的含量满足下列关系式：Ce+Nd＝2×Tb以及Ti、Cr和B的含量满足下列关系式：Ti+Cr+B≥0.85％，当上述两种情况至少满足一种时，本发明的耐腐蚀性能更优，当上述两种情况同时满足时，本发明的耐腐蚀性能最优。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种耐腐蚀铝合金，其组成成分按重量百分比包括：Cu：0.2％、Mg：1.3％、Zn：0.25％、Ti：0.05％、Cr：0.06％、Ce：0.05％、Nd：0.01％、Tb：0.04％、Sm：0.007％、B：0.9％，余量为Al。
实施例2
一种耐腐蚀铝合金，其组成成分按重量百分比包括：Cu：0.5％、Mg：0.8％、Zn：0.45％、Ti：0.01％、Cr：0.1％、Ce：0.02％、Nd：0.03％、Tb：0.01％、Sm：0.02％、B：0.55％，余量为Al。
实施例3
一种耐腐蚀铝合金，其组成成分按重量百分比包括：Cu：0.25％、Mg：0.9％、Zn：0.3％、Ti：0.02％、Cr：0.07％、Ce：0.03％、Nd：0.02％、Tb：0.025％、Sm：0.008％、B：0.6％，余量为Al。
实施例4
一种耐腐蚀铝合金，其组成成分按重量百分比包括：Cu：0.45％、Mg：1.2％、Zn：0.4％、Ti：0.04％、Cr：0.09％、Ce：0.04％、Nd：0.015％、Tb：0.0275％、Sm：0.009％、B：0.8％，余量为Al。
实施例5
一种耐腐蚀铝合金，其组成成分按重量百分比包括：Cu：0.28％、Mg：1.1％、Zn：0.33％、Ti：0.03％、Cr：0.075％、Ce：0.045％、Nd：0.02％、Tb：0.03％、Sm：0.008％、B：0.8％，余量为Al。
实施例6
一种耐腐蚀铝合金，其组成成分按重量百分比包括：Cu：0.35％、Mg：0.95％、Zn：0.38％、Ti：0.025％、Cr：0.085％、Ce：0.035％、Nd：0.025％、Tb：0.02％、Sm：0.01％、B：0.6％，余量为Al。
试验例1
采用实施例4和实施例6得到的铝合金进行性能测试，将3004铝合金作为对照例，进行硬度和耐腐蚀测试，其中耐腐蚀测试的方法为：分别将实施例4和实施例6得到的铝合金以及2024铝合金制成2mm×15mm×100mm的薄片，接着将薄片置于质量分数为15wt％的氢氧化钠溶液和质量分数为10wt％的盐酸中在室温下浸蚀100h，分别检测三组的腐蚀失重；测试结果如下表：
项目 实施例4 实施例6 3004铝合金
硬度/HV 510 500 480
耐碱腐蚀/g 0.00010 0.00015 0.00065
耐酸腐蚀/g 0.00012 0.00014 0.00058
由上表可以看出，本发明具有优异的硬度和耐腐蚀性能，且同时满足下列情况：Ce、Nd和Tb的含量满足下列关系式：Ce+Nd＝2×Tb以及Ti、Cr和B的含量满足下列关系式：Ti+Cr+B≥0.85％，本发明的耐腐蚀性能较优。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种耐腐蚀铝合金，其特征在于，其组成成分按重量百分比包括：Cu：0.2-0.5％、Mg：0.8-1.3％、Zn：0.25-0.45％、Ti：0.01-0.05％、Cr：0.06-0.1％、Ce：0.02-0.05％、Nd：0.01-0.03％、Tb：0.01-0.04％、Sm：0.007-0.02％、B：0.55-0.9％，余量为Al。
2.根据权利要求1所述耐腐蚀铝合金，其特征在于，所述Ce、Nd和Tb的含量满足下列关系式：Ce+Nd＝2×Tb。
3.根据权利要求1或2所述耐腐蚀铝合金，其特征在于，所述Ti、Cr和B的含量满足下列关系式：Ti+Cr+B≥0.85％。
4.根据权利要求1所述耐腐蚀铝合金，其特征在于，所述Cu、Mg、Zn的重量比为0.25-0.45：0.9-1.2：0.3-0.4。
5.根据权利要求1所述耐腐蚀铝合金，其特征在于，所述Ti、Cr、Ce的重量比为0.02-0.04：0.07-0.09：0.03-0.04。
6.根据权利要求1所述耐腐蚀铝合金，其特征在于，其组成成分按重量百分比包括：Cu：0.28-0.35％、Mg：0.95-1.1％、Zn：0.33-0.38％、Ti：0.025-0.03％、Cr：0.075-0.085％、Ce：0.035-0.045％、Nd：0.02-0.025％、Tb：0.02-0.03％、Sm：0.008-0.01％、B：0.6-0.8％，余量为Al。
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