[发明专利]含Gd抗再结晶耐蚀铝合金

说明书

技术领域

本发明属于金属合金领域，特别涉及抗再结晶耐蚀铝合金。

背景技术

通过多元微合金化形成微细弥散相，有效地抑制再结晶和晶粒长大、保持变形回复组织，是同时提高铝合金强度和抗腐蚀性能的途径之一。早期，通过加入微量Cr、Mn形成非共格铝化物弥散相。后改为加入Zr，形成亚稳L1₂型Al₃Zr弥散相，这样提高了抑制再结晶的抗力，改善了应力腐蚀抗力，但亚稳L1₂型Al₃Zr在高温长时均匀化和固溶处理中会转变为非共格的稳定DO₂₃型Al₃Zr弥散相，因此，抑制再结晶的作用会随之降低。加入微合金化元素Sc是目前抑制再结晶效果最好的办法，它可以形成与基体共格的微细Al₃Sc弥散相粒子，在提高强度的同时能改善合金的韧性和抗应力腐蚀性能；也可以用Zr代替部分Sc，形成多元铝化物，效果更为显著。但由于Sc的价格昂贵，目前市面价格约为4万元人民币/千克，因此，难以实际用于工业铝合金的生产。

发明内容

本发明的目的是在Al-Mg-(Zn-Cu)铝合金中复合添加价格便宜的微合金化元素，以形成新型高效的多元铝化物弥散相，有效抑制合金的再结晶，提高合金的强度、抗断裂韧性和抗应力腐蚀性能。

本发明的详细技术方案为：一种含Gd抗再结晶耐蚀铝合金，包括主合金元素Al-Zn-Mg或Al-Zn-Mg-Cu或Al-Mg或Al-Cu-Mg，以及总含量占合金质量百分比为0.1～1.3％的Zr-Cr-Gd。其中Zn、Mg、Cu占合金的质量百分比最好为：Zn：0～9.2％；Mg：0.2～5.6％；Cu：0～6.8％。

其中Zr、Cr和Gd占合金的质量百分比分别为：Zr：0.02～0.35％；Cr：0.04～0.5％；Gd：0.03～0.45％。

在上述铝合金中，还可微量添加Mn、Ti，加入Mn、Ti的质量百分比为：Mn：0～0.5％；Ti：0～0.1％。

本发明在Al-Mg-(Zn-Cu)合金中添加Zr的同时，复合添加Cr和稀土元素Gd，形成多元弥散相，有效抑制了Al-Mg-(Zn-Cu)合金的再结晶，保持形变回复组织，提高了Al-Zn-Mg-Cu或Al-Zn-Mg合金的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能。而且Zr、Cr等微合金和稀土金属Gd价格相对便宜，适于工业化生产。本发明的含Zr和Cr和稀土元素Gd的抗再结晶耐蚀Al-Mg-(Zn-Cu)合金，可应用到各个领域。

附图说明

图1：对比例1的A-1合金固溶态金相显微组织图；

图2：对比例2的A-2合金固溶态金相显微组织图；

图3：对比例3的A-3合金固溶态金相显微组织图；

图4：对比例4的A-4合金固溶态金相显微组织图；

图5：对比例5的A-5合金固溶态金相显微组织图；

图6：对比例6的A-6合金固溶态金相显微组织图；

图7：对比例7的A-7合金固溶态金相显微组织图；

图8：对比例8的A-8合金固溶态金相显微组织图；

图9：实施例1的B-1合金固溶态金相显微组织图；

图10：实施例2的B-2合金固溶态金相显微组织图；

图11：实施例3的B-3合金固溶态金相显微组织图；

图12：实施例4的B-4合金固溶态金相显微组织图；

图13：实施例5的B-5合金固溶态金相显微组织图；

图14：实施例6的B-6合金固溶态金相显微组织图；

图15：实施例7的B-7合金固溶态金相显微组织图；

图16：实施例1的B-1合金时效态透射电镜组织图；

图17：T6时效态下3.5％NaCl水溶液中对比例1、实施例1的合金裂纹扩展速率v-应力强度因子曲线图；

图18：T6时效态下3.5％NaCl水溶液中对比例2、实施例2的合金裂纹扩展速率v-应力强度因子曲线图；

图19：T6时效态下3.5％NaCl水溶液中对比例3、实施例3的合金裂纹扩展速率v-应力强度因子曲线图；

图20：T6时效态下3.5％NaCl水溶液中对比例4、实施例3的合金裂纹扩展速率v-应力强度因子曲线图；

图21：T6时效态下3.5％NaCl水溶液中对比例5、实施例4的合金裂纹扩展速率v-应力强度因子曲线图。

具体实施方式