[发明专利]具有高镁含量的抗腐蚀铝合金及其制备方法

说明书

相关申请的交互引用

本申请要求2008年11月7日提交的题为“CORROSION RESISTANT ALUMINUM ALLOYS HAVING HIGH AMOUNTS OF MAGNESIUM AND METHODS OF MAKING THE SAME”的美国专利申请No.12/267,303的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文。

背景技术

众所周知，含有高镁水平的铝合金具有高强度。然而，同样众所周知的是，具有高镁水平的铝合金易于晶间腐蚀(IGC)和应力腐蚀开裂(SCC)。

本公开概述

宽泛的说，本公开涉及抗腐蚀高镁铝合金，及其制备方法。一方面，提供了连铸Al-Mg合金片材或板材产品，其包括4或6-9或10wt.％Mg并且抵抗(i)应力腐蚀开裂和(ii)晶间腐蚀。在一个实施方案中，Al-Mg合金包含多个晶粒，其具有晶界，并且在Al-Mg合金时效敏化后该Al-Mg合金在晶界处基本上没有β相的连续膜。在一个实施方案中，Al-Mg合金的晶粒包含Mg₂Si析出物。

另一个方面，提供了抗腐蚀高镁铝合金的生产方法。在一个途径中，该方法包括(a)连铸包含约6wt.％-约10wt.％Mg的Al-Mg合金，(b)热轧该Al-Mg合金至小于6.35mm的厚度，并且(c)通过炉来退火该Al-Mg合金。在该途径中，该退火步骤包含(i)在提高的温度下加热该Al-Mg合金并持续足够的时间以获得O状态(O temper)；并且(ii)冷却该Al-Mg合金。在该途径中，冷却步骤后，Al-Mg合金包含多个晶粒，并且在Al-Mg合金时效敏化后该Al-Mg合金在晶界处基本上没有β相的连续膜。在一个实施方案中，在冷却步骤(c)(ii)后，Al-Mg合金没有β相的连续膜。在一个实施方案中，加热步骤(c)(i)包括加热Al-Mg合金至温度T1，其中T1为约365℃-约500℃，持续至少约2小时的时间。在一个实施方案中，冷却步骤(c)(ii)包括将Al-Mg合金从温度T1至温度T2的第一冷却，其中温度T2比温度T1低至少约25℃，并且其中从温度T1至温度T2的冷却速率不大于约100℃/小时，以及将Al-Mg合金从温度T2至温度T 3的第二冷却，其中T3比温度T2低至少约100℃。在该实施方案的某些变型中，第一冷却步骤的冷却速率为约30℃/小时至约60℃/小时。在一个实施方案中，第二冷却步骤的冷却速率为至少约100℃/小时。在一个实施方案中，连铸步骤包含带坯连铸。

本文上面提及的各种新颖性和创造性方面可进行组合以获得各种抗腐蚀的高镁铝合金。本公开的这些和其它方面、优势和新颖性特征，将部分在随后说明书中进行阐述，并且在对随后说明书和附图的观察时对本领域技术人员是清楚的，或可通过实行本公开而获知。

附图简要说明

图1是通过带坯连铸过程生产的高Mg轧制铝合金产品的一个实施方案的显微图片。

图2是表示高Mg铝合金的铸态带材的显微图的拼合(collage)。

图3是在大多数晶界处都基本上没有β相连续体积的高Mg轧制铝合金产品的显微图。

图4a是示出铝合金产品生产方法的一个实施方案的流程图。

图4b是图4a包括附加的涉及退火步骤的实施方案的流程图。

图4c是图4b包括附加的涉及冷却步骤的实施方案的流程图。

图5是带坯连铸设备的一个实施方案的示意图。

图6是图5的带坯连铸设备的近视图。

图7a-7d是时效敏化的高Mg合金的显微图片，该高Mg合金根据现有技术快速加热退火过程进行退火并进行了晶间腐蚀试验。

图8a-8b是时效敏化的高Mg合金的显微图，该高Mg合金根据本公开的退火过程的一个实施方案生产并进行了晶间腐蚀的试验。

发明详述

本公开涉及具有高镁含量并通过连铸过程生产的轧制铝合金产品。该铝合金产品通常包括至少约4.5wt％的镁，或至少约6wt％的镁，通过连铸过程生产，例如带坯连铸或板坯连铸，并且抵抗应力腐蚀开裂和晶间腐蚀。因为例如镁渗出(bleed out)和板坯开裂，通过连铸过程生产、具有高镁含量、并抵抗应力腐蚀开裂和晶间腐蚀的铝合金产品迄今为止是未知的。