[发明专利]一种耐长期晶间腐蚀的含Zn、Er高Mg铝合金板材稳定化热处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于有色金属技术领域，具体涉及一种耐长期晶间腐蚀的含Zn、Er高Mg铝合金板材稳定化的热处理工艺。

背景技术

Al-Mg合金以其良好的耐蚀性和焊接性能广泛应用于船舶、航空航天等领域，如何提高合金强度和耐蚀性一直是Al-Mg合金研究的关键问题。该系铝合金可以通过Mg原子固溶强化来提高强度，但对于高Mg（Mg＞6%～7%）铝合金，其在室温下长期服役时，将会沿晶界析出连续的β相（Mg2Al3），这会造成严重的晶间腐蚀和应力腐蚀。实际上热处理可以改变第二相在晶界的分布形貌，从而减低或消除相应的腐蚀。在专利201210065948.6中即针对含Er高Mg的5A06铝合金冷轧板进行了235℃～245℃退火热处理，使得β相在晶界的分布形貌发生变化，从而提高了合金的耐长期晶间腐蚀性能。这种低温退火热处理即为稳定化热处理。

相对于上述专利中的含Er5A06铝合金，本实验所用合金添加了少量的Zn。Zn不仅起到了固溶强化的作用，更重要的是它和Mg原子形成耐蚀性较好的τ相，且这种相弥散分布于晶内和断续分布于晶界，从而减少了耐蚀性较差的β相析出量。同时也会改变β相在晶界的分布情况。

本实验合金为含Zn、Er高Mg铝合金板材，其稳定化温度会不同于含Er5A06铝合金，选择在200℃～250℃温度区间进行退火，以期找到合适的稳定化热处理工艺，改善含Zn、Er高Mg铝合金板材的耐长期晶间腐蚀性能，提高合金的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于提高含Zn、Er高Mg铝合金板材的耐长期晶间腐蚀性能的稳定化热处理工艺，通过稳定化退火处理，使合金具有良好的耐长期晶间腐蚀性能的同时，也能够保证较高的强度。

本发明所提供的一种耐长期晶间腐蚀的含Zn、Er高Mg铝合金板材的稳定化热处理工艺，含Zn、Er高Mg铝合金热轧板各组分的质量百分含量分别为Mg5.3%～6.3%，Zn0.4%～0.8%，Mn0.4%～0.8%，Er0.15%～0.3%，Zr0.15%～0.25%，不可避免杂质含量＜0.4%，余量为Al，步骤为：

含Zn、Er高Mg铝合金板材经热轧、中间退火后冷轧，至最终冷变形量为55%±2%，然后进行稳定化退火，稳定化退火温度为240℃～250℃，退火时间为5～10h。

本发明技术方案的优点在于：

采用本发明的耐晶间腐蚀的含Zn、Er高Mg铝合金板材稳定化热处理工艺，使合金具有良好的耐长期晶间腐蚀性能的同时，也能够保证较高的强度，显著提高板材的使用寿命。

附图说明

图1为含Zn、Er高Mg铝合金冷轧板显微硬度随退火温度的变化曲线；

图2为含Zn、Er高Mg铝合金板材200℃不同时间退火后的失重变化曲线；

图3为含Zn、Er高Mg铝合金板材220℃不同时间退火后的失重变化曲线；

图4为含Zn、Er高Mg铝合金板材230℃不同时间退火后的失重变化曲线；

图5为含Zn、Er高Mg铝合金板材240℃不同时间退火后的失重变化曲线；

图6为含Zn、Er高Mg铝合金板材250℃不同时间退火后的失重变化曲线；

图7为含Zn、Er高Mg铝合金板材240℃稳定化退火+150℃不同时间退火后的失重变化曲线；

图8为含Zn、Er高Mg铝合金板材在240℃的退火时间—IGC最短时间及对应硬度关系图；

下面结合附图及实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

对比例1

1）以含Zn、Er的高Mg铝合金20mm厚热轧板为例，化学成分为Mg5.98%，Zn0.79%，Mn0.5%，Er0.2%，Zr0.22%，不可避免杂质含量＜0.4%，余量为Al。对合金热轧板在460℃再结晶退火2h后热轧、后在350℃中间退火，保温2h，空冷至室温。

2)对步骤1）所得含Zn、Er高Mg铝合金板材进行多道次冷轧，最终冷变形量为55%±2%（由于轧制的不均匀性，变形量存在2%的误差）。

3）对步骤2）所得冷轧板在不同温度下退火1h，空冷至室温。测试冷轧板显微硬度随退火温度的变化，如图1所示。由图1的硬度曲线可知，合金的再结晶开始温度为300℃。为了保证合金具有较高的力学性能，以下实施例选取250℃以下温度对冷轧板进行退火处理。

对比例2

步骤1），步骤2）同对比例1。