CN115233051B - 一种船舶用高强耐蚀铝合金板材的制备方法 - Google Patents

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CN115233051B CN202211140084.XA CN202211140084A CN115233051B CN 115233051 B CN115233051 B CN 115233051B CN 202211140084 A CN202211140084 A CN 202211140084A CN 115233051 B CN115233051 B CN 115233051B
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Abstract

本发明涉及铝合金板材技术领域，提供一种船舶用高强耐蚀铝合金板材及其制备方法。铝合金板材包括Mg6.1‑7.1%，Cu≤0.1%，Mn0.55‑1.05%，Cr0.1‑0.2%，Si≤0.15%，Fe≤0.3%，Zr0.1‑0.2%，余量Al。制备方法中，根据板材厚度从步骤1‑9：制备铸锭、均匀化、热轧、控温冷却、一次冷轧、中间退火、最终冷轧、稳定化退火、矫直及分切包装中选择部分步骤；当厚度≥8mm，选择步骤1‑4、9；当厚度在5‑8mm，选择步骤1‑5、9；当厚度≤5mm，选择步骤1‑3、5‑9。本发明能够在兼顾高强性能与优秀耐蚀性能的同时简化制备工序，大大降低生产成本，提高生产效率。

Description

一种船舶用高强耐蚀铝合金板材的制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金板材技术领域，尤其是涉及一种船舶用高强耐蚀铝合金板材及其制备方法。
背景技术
海洋工程行业的铝合金长期暴露在海水腐蚀环境下，不但对材料的强度有较高的要求，还对材料的耐蚀性能有很高的要求。为了使铝合金材料同时达到以上两种性能，行业内一般选用Al-Mg系合金，因为该系合金作为不可热处理的强化合金，具有较高的加工硬化率与强度，同时还具有较好的耐蚀性能。但Al-Mg系合金的耐蚀性能并非在所有情况下都优秀。当合金内析出了沿晶界连续分布的β-AlMg相时，腐蚀能够快速沿着这些析出相向材料内部扩展，造成严重的宏观腐蚀。但为了保证板材的强度，合金内又不得不添加了大量的Mg元素，导致这种沿晶界连续析出β-AlMg相的倾向大大增强。为了对抗这种倾向，需要对合金进行稳定化处理，刻意令β-AlMg相间断析出，扰乱其连续析出特性，阻止腐蚀的快速扩展，提高耐蚀性能。
授权公告号为CN109468509B的专利公开了一种船用铝合金板材的生产方法，其成分上Mg含量低于6.1%，同时添加了大量Zn元素，工艺上通过拉伸进行变形处理，不适宜大批量工业化生产，同时由于其较低的冷轧率，其稳定化温度较低。授权公告号为CN105039803B的专利公开了一种Er/Sc/Zr符合微合金化Al-6Mg-0.4Mn合金稳定化退火工艺，其成分上主要是通过Er/Sc/Zr符合微合金化提高耐蚀性，工艺上采用均匀化后冷却再重新加热至热轧温度进行热轧的方式，不能够满足工业化生产中降低能耗、节约成本的需求，中间退火温度也比较高。授权公告号为CN102586707B的专利公开了一种耐晶间腐蚀的高Mg含Er铝合金冷轧板材的热处理工艺，其成分上是通过Er的添加起到提高耐蚀性的效果，但为大工业生产增加了难度也增加了成本，工艺上，其变形量为75-90%的大变形不利于生产和板型控制，对设备要求很高。公开号为CN110952007A的专利申请公开了一种5083-H116态铝合金的制备工艺，其成分添加量较低，采用热轧-冷轧-稳定化退火工艺，工艺流程虽然更加简便，但是仍然不够简便，且其产品强度较低，屈服强度仅为217MPa，抗拉强度仅为327MPa，无法适应现代材料的高强需求。总之，现有技术中制备的5xxx系铝合金板材无法满足强度更高的船舶用零部件使用要求，主要在于无法兼顾高强性能与优秀的耐蚀性能，尤其在长期服役后，耐蚀性的问题更加严重。因此，如何在较简单的工序下同时提高5xxx系铝合金板材的强度与耐蚀性能，是本领域亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种船舶用高强耐蚀铝合金板材及其制备方法，能够在兼顾高强性能与优秀耐蚀性能的同时简化制备工序，大大降低了生产成本，提高了生产效率。
本发明的技术方案为：
一种船舶用高强耐蚀铝合金板材，按质量百分比计，所述铝合金板材包括：
Mg：6.1-7.1%，
Cu：≤0.1%，
Mn：0.55-1.05%，
Cr：0.1-0.2%，
Si：≤0.15%，
Fe：≤0.3%，
Zr：0.1-0.2%；
余量为Al及不可避免的杂质。
一种所述船舶用高强耐蚀铝合金板材的制备方法，根据所述铝合金板材的厚度从下述步骤1至步骤9中选择部分步骤进行铝合金板材的制备：
步骤1：按上述配比将板材各组分混合后，使用半连铸设备制备出铸锭；
步骤2：均匀化
步骤3：热轧
步骤4：控温冷却
步骤5：一次冷轧
步骤6：中间退火
步骤7：最终冷轧
步骤8：稳定化退火
步骤9：矫直及分切包装；
当所述厚度大于或等于8mm时，选择所述步骤1至步骤4、步骤9；
当所述厚度在5-8mm之间时，选择所述步骤1至步骤5、步骤9；
当所述厚度小于或等于5mm时，选择所述步骤1至步骤3、步骤5至步骤9。
进一步的，所述步骤2中，所述均匀化为双级均匀化，第一级均匀化为400-430℃保温4-8h，第二级均匀化为460-490℃保温5-24h。
进一步的，所述步骤3中，所述热轧采用均热一体化方式，在均匀化后直接出炉热粗轧，开轧温度为460-490℃。
进一步的，所述热粗轧包括7道次，前3道次的每道次压下量为5-10mm，中间道次的压下量为20-30mm，最后3道次的每道次压下量为15-25mm，热粗轧的终轧厚度为60-100mm；所述热粗轧之后进行热精轧3-5道次，热精轧的终轧厚度为6.4-20.4mm、终轧温度为270-330℃。
进一步的，所述步骤4中，所述控温冷却包括：对热轧后的板材进行控制冷却速度的冷却，使板材以不高于12℃/h的速度冷却至150℃以下。
进一步的，所述步骤6中，所述中间退火包括：进行300-360℃保温2h以上的热处理后，使板材以不高于12℃/h的速度冷却至150℃以下。
进一步的，当所述厚度在5-8mm之间时，所述步骤5中，所述一次冷轧的冷轧率为10-20%；当所述厚度小于或等于5mm时，所述步骤5与所述步骤7中，所述一次冷轧、所述最终冷轧的冷轧率均为40-60%。
进一步的，所述步骤8中，稳定化退火包括：240-280℃保温2h以上。
进一步的，所述板材的屈服强度≥245MPa，抗拉强度≥355MPa，延伸率≥10%，晶间腐蚀失重≤15mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重≤50mg/cm2。
本发明的有益效果为：
（1）本发明的铝合金板材含有Mg6.1-7.1%，比现有技术更高的Mg含量能够带来更高的强度、延伸率及加工硬化率。为避免形成连续的β-Al2Mg3而恶化腐蚀性能，本发明通过合理的第一级均匀化工艺，在使β-Al2Mg3粗大初生相完全溶解于基体中避免过烧的同时，析出弥散的Al3Zr化合物；通过合理的第二级均匀化工艺，保证Mg、Mn等合金元素扩散均匀，在降低合金热加工难度的同时，使微合金元素锰、铬等亚微米级的Al6Mn、η-Al5(Mn,Cr)或θ-Al45(Mn,Cr)7化合物弥散析出。弥散相既可以作为稳定化退火处理时Al2Mg3相的形核质点，以避免稳定化退火后Al2Mg3相沿晶界析出造成耐蚀性下降，又可以起到弥散强化作用，以提高板材强度，从而使板材兼顾高强性能与优秀的耐蚀性能。
（2）为了减少加工步骤并降低生产成本，本发明充分利用加工过程中的高温过程。具体的，本发明针对降温速度较慢的厚尺寸板材（厚度8mm以上）优化了加工工艺，通过高温热轧诱导再结晶以重塑其组织，提高其伸长率，再在热轧板冷却过程中引入控温冷却这一缓慢降温过程达到稳定化退火的效果，省去了后续的中间退火与稳定化退火工序。而厚度5~8mm的板材则在8mm以上板材制备方法的基础上，利用其更高的Mg含量带来的更强的加工硬化效果，实现仅通过10~20%的一次冷轧即可实现强度与耐蚀性能的双平衡，同样节省了中间退火与稳定化退火工序。虽然5mm以下的薄板因为较大的冷轧需求且难以实现高温热轧再结晶而不得不使用中间退火与稳定化退火，但是本发明仍然在中间退火后使用了控制冷却速度的方法，进一步提高了其晶间耐腐蚀性能，缩短了后续稳定化退火的热处理时间，节约了成本，提高了生产效率。
（3）本发明的铝合金板材通过添加Zr元素，起到弥散强化作用，在提高板材强度的同时，抑制再结晶，并细化晶粒，增加晶界，从而提高耐晶间腐蚀性能。
（4）本发明得到的铝合金板材在屈服强度≥245MPa、抗拉强度≥355MPa、延伸率≥10%的同时，晶间腐蚀失重≤15mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重≤50mg/cm2。
（5）本发明通过控制热轧或中间退火的降温过程，根据板材厚度将稳定化退火引入其中，在保证材料力学性能和耐蚀性能的前提下，省去或缩短了冷轧、中间退火、稳定化退火的加工工序，大大降低了生产成本，提高了生产效率。
附图说明
图1为实施例1中本发明的船舶用高强耐蚀铝合金板材的制备方法的工艺流程图。
图2为实施例3中本发明的船舶用高强耐蚀铝合金板材的制备方法的工艺流程图。
图3为实施例5中本发明的船舶用高强耐蚀铝合金板材的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步描述。
实施例1
按质量百分比计，船舶用高强耐蚀铝合金板材包括：Mg：6.1%，Cu：0.05%，Mn：0.55%，Cr：0.1%，Si：0.05%，Fe：0.05%，Zr：0.1%，余量为Al及不可避免的杂质。
铝合金板材的厚度为8.1mm，制备方法如图1所示，包括：熔炼铸造→均匀化→热轧→控温冷却→矫直及分切包装，具体如下：
熔炼铸造：按上述配比将板材各组分混合后，使用半连铸设备制备出铸锭；
均匀化：第一级均匀化退火温度为400℃、保温时间为4h；第二级均匀化退火温度为460℃、保温时间为5h；
热轧：将第二级均匀化完成后的铸锭直接送入热粗轧生产线进行热粗轧，热粗轧包括7道次，前3道次的每道次压下量为5mm，中间道次的压下量为20mm，最后3道次的每道次压下量为15mm，热粗轧的终轧厚度为60mm；热粗轧之后进行热精轧3道次，热精轧的终轧厚度为8.1mm、终轧温度为330℃；
控温冷却：将热精轧板收卷后，立即置入加热炉中进行随炉冷却，以12℃/h的冷却速度冷却至150℃以下；
矫直及分切包装：成品板材经过矫直与分切后进行包装。最终得到的板材其技术性能为：屈服强度247MPa，抗拉强度358MPa，伸长率17%，晶间腐蚀失重7mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重37mg/cm2。
实施例2
按质量百分比计，船舶用高强耐蚀铝合金板材包括：Mg：7.1%，Cu：0.1%，Mn：1.05%，Cr：0.2%，Si：0.15%，Fe：0.3%，Zr：0.2%，余量为Al及不可避免的杂质。
铝合金板材的厚度为12mm，制备方法包括：熔炼铸造→均匀化→热轧→控温冷却→矫直及分切包装，具体如下：
熔炼铸造：按上述配比将板材各组分混合后，使用半连铸设备制备出铸锭；
均匀化：第一级均匀化退火温度为430℃、保温时间为8h；第二级均匀化退火温度为490℃、保温时间为24h；
热轧：将第二级均匀化完成后的铸锭直接送入热粗轧生产线进行热粗轧，热粗轧包括7道次，前3道次的每道次压下量为10mm，中间道次的压下量为30mm，最后3道次的每道次压下量为25mm，热粗轧的终轧厚度为100mm；热粗轧之后进行热精轧5道次，热精轧的终轧厚度为12mm、终轧温度为270℃；
控温冷却：将热精轧板置入保温罩中进行冷却，以10℃/h的冷却速度冷却至150℃以下；
矫直及分切包装：成品板材经过矫直与分切后进行包装。最终得到的板材其技术性能为：屈服强度255MPa，抗拉强度361MPa，伸长率16%，晶间腐蚀失重9mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重38mg/cm2。
实施例3
按质量百分比计，船舶用高强耐蚀铝合金板材包括：Mg：6.1%，Cu：0.05%，Mn：0.55%，Cr：0.1%，Si：0.05%，Fe：0.05%，Zr：0.1%，余量为Al及不可避免的杂质。
铝合金板材的厚度为7.9mm，制备方法如图2所示，包括：熔炼铸造→均匀化→热轧→控温冷却→一次冷轧→矫直及分切包装，具体如下：
熔炼铸造：按上述配比将板材各组分混合后，使用半连铸设备制备出铸锭；
均匀化：第一级均匀化退火温度为400℃、保温时间为4h；第二级均匀化退火温度为460℃、保温时间为5h；
热轧：将第二级均匀化完成后的铸锭直接送入热粗轧生产线进行热粗轧，热粗轧包括7道次，前3道次的每道次压下量为5mm，中间道次的压下量为20mm，最后3道次的每道次压下量为15mm，热粗轧的终轧厚度为60mm；热粗轧之后进行热精轧3道次，热精轧的终轧厚度为8.8mm、终轧温度为330℃；
控温冷却：将热精轧板收卷后，立即置入加热炉中进行随炉冷却，以12℃/h的冷却速度冷却至150℃以下；
一次冷轧：将控温冷却完成后的热轧板进行10%冷轧率的冷轧，冷轧板厚度为7.9mm；
矫直及分切包装：成品板材经过矫直与分切后进行包装。最终得到的板材其技术性能为：屈服强度266MPa，抗拉强度374MPa，伸长率13%，晶间腐蚀失重5mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重23mg/cm2。
实施例4
按质量百分比计，船舶用高强耐蚀铝合金板材包括：Mg：7.1%，Cu：0.1%，Mn：1.05%，Cr：0.2%，Si：0.15%，Fe：0.3%，Zr：0.2%，余量为Al及不可避免的杂质。
铝合金板材的厚度为5.1mm，制备方法包括：熔炼铸造→均匀化→热轧→控温冷却→一次冷轧→矫直及分切包装，具体如下：
熔炼铸造：按上述配比将板材各组分混合后，使用半连铸设备制备出铸锭；
均匀化：第一级均匀化退火温度为430℃、保温时间为8h；第二级均匀化退火温度为490℃、保温时间为24h；
热轧：将第二级均匀化完成后的铸锭直接送入热粗轧生产线进行热粗轧，热粗轧包括7道次，前3道次的每道次压下量为10mm，中间道次的压下量为30mm，最后3道次的每道次压下量为25mm，热粗轧的终轧厚度为100mm；热粗轧之后进行热精轧5道次，热精轧的终轧厚度为6.4mm、终轧温度为270℃；
控温冷却：将热精轧板收卷后，立即置入加热炉中进行随炉冷却，以12℃/h的冷却速度冷却至150℃以下；
一次冷轧：将控温冷却完成后的热轧板进行20%冷轧率的冷轧，冷轧板厚度为5.1mm；
矫直及分切包装：成品板材经过矫直与分切后进行包装。最终得到的板材其技术性能为：屈服强度271MPa，抗拉强度380MPa，伸长率11%，晶间腐蚀失重6mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重23mg/cm2。
实施例5
按质量百分比计，船舶用高强耐蚀铝合金板材包括：Mg：6.1%，Cu：0.05%，Mn：0.55%，Cr：0.1%，Si：0.05%，Fe：0.05%，Zr：0.1%，余量为Al及不可避免的杂质。
铝合金板材的厚度为4.9mm，制备方法如图3所示，包括：熔炼铸造→均匀化→热轧→一次冷轧→中间退火→最终冷轧→稳定化退火→矫直及分切包装，具体如下：
熔炼铸造：按上述配比将板材各组分混合后，使用半连铸设备制备出铸锭；
均匀化：第一级均匀化退火温度为400℃、保温时间为4h；第二级均匀化退火温度为460℃、保温时间为5h；
热轧：将第二级均匀化完成后的铸锭直接送入热粗轧生产线进行热粗轧，热粗轧包括7道次，前3道次的每道次压下量为5mm，中间道次的压下量为20mm，最后3道次的每道次压下量为15mm，热粗轧的终轧厚度为100mm；热粗轧之后进行热精轧3道次，热精轧的终轧厚度为20.4mm、终轧温度为330℃；
一次冷轧：将热轧板进行一次冷轧，冷轧率为40%，一次冷轧后厚度为12.25mm；
中间退火：对一次冷轧后的板材进行中间退火，退火温度为300℃，退火时间4h；退火完成后随炉冷却，以12℃/h的冷却速度冷却至150℃以下；
最终冷轧：对中间退火后的板材进行最终冷轧，冷轧率为60%，最终冷轧后厚度为4.9mm；
稳定化退火：对最终冷轧后的板材进行稳定化退火，退火温度为240℃，退火时间为8h；
矫直及分切包装：成品板材经过矫直与分切后进行包装。最终得到的板材其技术性能为：屈服强度257MPa，抗拉强度364MPa，伸长率14%，晶间腐蚀失重10mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重37mg/cm2。
实施例6
按质量百分比计，船舶用高强耐蚀铝合金板材包括：Mg：7.1%，Cu：0.1%，Mn：1.05%，Cr：0.2%，Si：0.15%，Fe：0.3%，Zr：0.2%，余量为Al及不可避免的杂质。
铝合金板材的厚度为3mm，制备方法包括：熔炼铸造→均匀化→热轧→一次冷轧→中间退火→最终冷轧→稳定化退火→矫直及分切包装，具体如下：
熔炼铸造：按上述配比将板材各组分混合后，使用半连铸设备制备出铸锭；
均匀化：第一级均匀化退火温度为430℃、保温时间为8h；第二级均匀化退火温度为490℃、保温时间为24h；
热轧：将第二级均匀化完成后的铸锭直接送入热粗轧生产线进行热粗轧，热粗轧包括7道次，前3道次的每道次压下量为10mm，中间道次的压下量为30mm，最后3道次的每道次压下量为25mm，热粗轧的终轧厚度为80mm；热粗轧之后进行热精轧5道次，热精轧的终轧厚度为12.5mm、终轧温度为270℃；
一次冷轧：将热轧板进行一次冷轧，冷轧率为60%，一次冷轧后厚度为5mm；
中间退火：对一次冷轧后的板材进行中间退火，退火温度为360℃，退火时间2h；退火完成后随炉冷却，以10℃/h的冷却速度冷却至150℃以下；
最终冷轧：对中间退火后的板材进行最终冷轧，冷轧率为40%，最终冷轧后厚度为3mm；
稳定化退火：对最终冷轧后的板材进行稳定化退火，退火温度为280℃，退火时间为2h；
矫直及分切包装：成品板材经过矫直与分切后进行包装。最终得到的板材其技术性能为：屈服强度255MPa，抗拉强度361MPa，伸长率15%，晶间腐蚀失重14mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重44mg/cm2。
对比例1
对比例1中，Mg含量为6.0%，Zr含量为0.09%，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例1相同。对比例1中较低的Mg、Zr元素含量导致其强化效果不足，制备得到的铝合金板材的屈服强度为241MPa，抗拉强度为339MPa，伸长率为14%，力学性能明显低于实施例1。
对比例2
对比例2中，第一级均匀化的热处理温度为395℃、均匀化时间为3h，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例1相同。对比例2中，由于第一级均匀化的热处理温度较低，均匀化时间较短，铸锭内低熔点的β-AlMn相没有完全溶解，在升温至第二级均匀化过程中发生了熔化，导致铸锭发生明显过烧，进而报废。
对比例3
对比例3中，第一级均匀化的热处理温度为435℃、均匀化时间为9h，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例1相同。对比例3中，由于第一级均匀化的热处理温度较高，均匀化时间较长，铸锭内低熔点的β-AlMn相在较高的温度下在表面发生了严重的氧化，导致铸锭表面发黑，无法继续使用。
对比例4
对比例4中，第二级均匀化的热处理温度为455℃、均匀化时间为4h，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例2相同。对比例4中，由于第二级均匀化的热处理温度较低，均匀化时间较短，铸锭内的初生Al6(FeMn)相和Mg2Si相溶解不足，Al6Mn针状相析出不足，大尺寸金属间化合物占比过多，降低了材料的伸长率与耐蚀性能。最终制备得到的铝合金板材其屈服强度为254MPa，抗拉强度332MPa，伸长率8%，晶间腐蚀失重16mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重68mg/cm2，伸长率与晶间腐蚀性能明显低于实施例2。
对比例5
对比例5中，第二级均匀化的热处理温度为495℃、均匀化时间为25h，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例2相同。对比例5中，由于第二级均匀化的热处理温度较高，均匀化时间较长，铸锭内的初生Al6(FeMn)相和Mg2Si相发生了球化现象，不利于加工破碎，Al6Mn针状相也由于温度过高而析出不足，大尺寸金属间化合物占比过多，降低了材料的伸长率与耐蚀性能。最终制备得到的铝合金板材其屈服强度为258MPa，抗拉强度333MPa，伸长率9%，晶间腐蚀失重17mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重66mg/cm2，伸长率与晶间腐蚀性能明显低于实施例2。
对比例6
对比例6中，热轧的终轧温度为265℃，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例1相同。对比例6中，由于热轧的终轧温度较低，板材未发生自退火再结晶，板材组织仍然为加工组织，导致其伸长率仅有6%，无法满足船用铝合金板材的要求。
对比例7
对比例7中，热轧的终轧温度为335℃，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例1相同。对比例7中，由于热轧的终轧温度较高，板材发生自退火再结晶与晶粒异常长大，强度与伸长率都发生了明显的降低，其屈服强度为238MPa，抗拉强度为343MPa，伸长率为9%，明显低于实施例1。
对比例8
对比例8中，热轧后控温冷却的冷却速度为13℃/h，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例1相同。对比例8中，较快的冷却速度使其在高温稳定化析出阶段的停留时间较少，稳定化效果减弱，耐蚀性能降低，其晶间腐蚀失重为15mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重为76mg/cm2，晶间腐蚀性能明显低于实施例1。
对比例9
对比例9中，中间退火温度为295℃、退火时间为2h，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例5相同。对比例9中，较低的中间退火温度和保温时间令板材未发生完全再结晶，导致其组织不均匀，伸长率不足，最终其屈服强度为255MPa，抗拉强度为341MPa，伸长率为8%，晶间腐蚀失重为19mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重为46mg/cm2，伸长率与晶间腐蚀性能明显低于实施例5。
对比例10
对比例10中，中间退火温度为365℃、退火时间为4h，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例5相同。对比例10中，较高的中间退火温度和保温时间令板材发生完全再结晶与晶粒长大，恶化了其力学性能与耐蚀性能，最终其屈服强度为220MPa，抗拉强度为333MPa，伸长率为10%，晶间腐蚀失重为15mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重为56mg/cm2，伸长率与晶间腐蚀性能明显低于实施例5。
对比例11
对比例11中，中间退火后的冷却速度为13℃/h，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例5相同。对比例11中，较快的中间退火后冷却速度令其在高温稳定化析出阶段的停留时间较少，稳定化效果减弱，耐蚀性能降低，其晶间腐蚀失重为20mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重为69mg/cm2，晶间腐蚀性能明显低于实施例5。
对比例12
对比例12中，控温冷却后一次冷轧的冷轧率为9%，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例3相同。对比例12中，退火后其冷轧率较低，加工硬化程度不足，导致其屈服强度仅为235MPa，抗拉强度仅为342MPa，伸长率为16%，力学性能明显低于实施例3。
对比例13
对比例13中，控温冷却后一次冷轧的冷轧率为21%，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例4相同。对比例13中，退火后其冷轧率偏高，材料塑性不足，导致其屈服强度为262MPa，抗拉强度为362MPa，伸长率为7%，伸长率明显低于实施例4。
对比例14
对比例14中，中间退火后最终冷轧的冷轧率为39%，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例5相同。对比例14中，中间退火后最终冷轧其冷轧率较低，加工硬化程度不足，同时较低的冷轧率也导致稳定化过程中β相的形核位置较少，恶化了耐蚀性能，其屈服强度为241MPa，抗拉强度为332MPa，伸长率为14%，晶间腐蚀失重为18mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重为49mg/cm2，强度与腐蚀性能明显低于实施例5。
对比例15
对比例15中，中间退火后最终冷轧的冷轧率为61%，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例6相同。对比例15中，由于中间退火后最终冷轧较高的冷轧率配合较高的加工硬化率，冷轧后的板型不佳，且塑性严重降低，其屈服强度为259MPa，抗拉强度为352MPa，伸长率为7%，伸长率明显低于实施例6。
对比例16
对比例16中，稳定化退火温度为235℃、保温时间为3h，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例5相同。对比例16中，较低的稳定化退火温度令β相在晶界上连续析出，严重恶化了材料的耐蚀性能，晶间腐蚀失重为20mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重为52mg/cm2，腐蚀性能明显低于实施例5。
对比例17
对比例17中，稳定化退火温度为285℃、保温时间为1.5h，除此以外的合金成分、板材厚度及制备方法皆与实施例6相同。对比例17中，较高的稳定化退火温度令β相析出不足，不但未起到稳定化效果，反而恶化了材料敏化处理后的晶间腐蚀性能，其晶间腐蚀失重为12mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重为72mg/cm2，腐蚀性能明显低于实施例6。
由上述实施例及对比例可以看出，本申请的铝合金板材中各元素含量的设置及其制备方法中各工艺参数的设置，共同作用，使得获取的铝合金板材能够兼顾高强性能与优秀的耐蚀性能。
显然，上述实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。上述实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。基于上述实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，也即凡在本申请的精神和原理之内所作的所有修改、等同替换和改进等，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种船舶用高强耐蚀铝合金板材的制备方法，其特征在于，按质量百分比计，所述铝合金板材包括：
Mg：6.1-7.1%，
Cu：≤0.1%，
Mn：0.55-1.05%，
Cr：0.1-0.2%，
Si：≤0.15%，
Fe：≤0.3%，
Zr：0.1-0.2%；
余量为Al及不可避免的杂质；
根据所述铝合金板材的厚度从下述步骤1至步骤9中选择部分步骤进行铝合金板材的制备：
步骤1：按上述配比将板材各组分混合后，使用半连铸设备制备出铸锭；
步骤2：均匀化
步骤3：热轧
步骤4：控温冷却
步骤5：一次冷轧
步骤6：中间退火
步骤7：最终冷轧
步骤8：稳定化退火
步骤9：矫直及分切包装；
当所述厚度大于或等于8mm时，选择所述步骤1至步骤4、步骤9；
当所述厚度在5-8mm之间时，选择所述步骤1至步骤5、步骤9；
当所述厚度小于或等于5mm时，选择所述步骤1至步骤3、步骤5至步骤9；
所述步骤2中，所述均匀化为双级均匀化，第一级均匀化为400-430℃保温4-8h，第二级均匀化为460-490℃保温5-24h；
所述步骤3中，所述热轧采用均热一体化方式，在均匀化后直接出炉热粗轧，开轧温度为460-490℃；
所述热粗轧包括7道次，前3道次的每道次压下量为5-10mm，中间道次的压下量为20-30mm，最后3道次的每道次压下量为15-25mm，热粗轧的终轧厚度为60-100mm；所述热粗轧之后进行热精轧3-5道次，热精轧的终轧厚度为6.4-20.4mm、终轧温度为270-330℃；
所述步骤4中，所述控温冷却包括：对热轧后的板材进行控制冷却速度的冷却，使板材以不高于12℃/h的速度冷却至150℃以下；
所述步骤6中，所述中间退火包括：进行300-360℃保温2h以上的热处理后，使板材以不高于12℃/h的速度冷却至150℃以下；
当所述厚度在5-8mm之间时，所述步骤5中，所述一次冷轧的冷轧率为10-20%；当所述厚度小于或等于5mm时，所述步骤5与所述步骤7中，所述一次冷轧、所述最终冷轧的冷轧率均为40-60%；
所述步骤8中，稳定化退火包括：240-280℃保温2h以上。
2.根据权利要求1所述的船舶用高强耐蚀铝合金板材的制备方法，其特征在于，所述板材的屈服强度≥245MPa，抗拉强度≥355MPa，延伸率≥10%，晶间腐蚀失重≤15mg/cm2，经120℃保温168h敏化处理后晶间腐蚀失重≤50mg/cm2。
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