[发明专利]高热稳定性、焊接性和耐蚀性的铝-镁合金板材及其用途

说明书

本发明公开了一种高热稳定性、焊接性和耐蚀性的铝‑镁合金板材，该合金板材厚度为1.0～4.0mm，组分及其重量百分比为：Mg 4.0％～4.9％、Zr 0.05％～0.12％、Er 0.05％～0.26％、Zn 0.01％～0.15％、不可避免杂质＜0.5％、余量为Al。本发明的合金板材形变组织具有较高热稳定性，完全再结晶温度高达325～500℃以上；同时具备较优异焊接性能和耐晶间腐蚀性能，其中FSW焊接(搅拌摩擦焊)＞85％，焊接接头耐晶间腐蚀1级以上、MIG焊接(熔化极惰性气体保护焊)＞75％，焊接接头耐晶间腐蚀2级以上。本发明Al‑Mg合金板材综合性能突出，强度高、耐蚀性好、焊接性优，可用于海洋工程、舰船制造等领域。

技术领域

本发明属于有色金属铝合金材料领域，具体涉及一种高热稳定性、焊接性和耐蚀性的铝-镁合金板材及其用途。

背景技术

Al-Mg合金密度小、耐蚀性、焊接性相对较优异，常用于海洋工程等领域，特别在腐蚀环境恶劣的船舶结构材料上应用尤为突出，包括大型船舶上层建筑、甲板、壁板，小型全铝舰艇，以及油箱、液化石油气船(LNG)储罐等等。

Al-Mg合金船用板材由于要求合金强度高，具有优异的耐腐蚀性和良好的焊接性。合金板材的使用厚度一般是由船舶规格、结构和部位等决定，从船体轻量化等角度考虑，一般采用薄板，结合其服役环境及在服役时间内板材的腐蚀深度，通常使用的Al-Mg合金板材采用1.6mm以上。同时船舶建造主要以焊接为主，如“欧洲野牛”登陆舰的船体由Al-Mg合金整体焊接而成，其焊接主要采用TIG焊或MIG焊。再如大型液化石油气船(LNG)储罐，主要以焊接制造为主，对材料的耐蚀性、焊接性以及稳定性具有较高要求。因此Al-Mg合金，尤其是板材，在海洋工程、舰船等领域的应用，对合金的综合性能，尤其是高强度、优异耐蚀性和良好可焊性提出了更高的要求。

此外，Al-Mg合金板材主要强化方式为形变强化和固溶强化，对于中高Mg合金，其冷轧态强度并不稳定，在室温长期使用会发生软化，需通过稳定化退火稳定性能，但合金的形变强化会随退火温度升高发生回复或再结晶而逐渐损失。传统的Al-Mg合金冷轧板材热稳定性相对较差，发生完全再结晶温度约300℃，合金形变强化贡献完全散失。因此，对Al-Mg合金来说，其形变组织的热稳定性也是非常重要的性能指标。

发明内容

本发明的目的在于开发一种兼高热稳定性、焊接性和耐蚀性的Al-Mg合金板材，该合金板材形变组织热稳定性能突出，能够保证较高的强度，同时具备优异耐蚀性能和良好的焊接性能。

本发明采用以下技术方案：

一种高热稳定性、焊接性和耐蚀性的铝-镁合金板材，其特征在于，所述合金板材的组分及其重量百分比为：Mg 4.0％～4.9％、Zr 0.05％～0.12％、Er 0.05％～0.26％、Zn0.01％～0.15％、不可避免杂质＜0.5％、余量为Al。

根据上述的高热稳定性、焊接性和耐蚀性的铝-镁合金板材，其特征在于，所述合金板材的组分及其重量百分比为：Mg 4.2％～4.7％、Zr 0.07％～0.1％、Er 0.15％～0.25％、Zn 0.05％～0.1％、不可避免杂质＜0.5％、余量为Al。

根据上述的高热稳定性、焊接性和耐蚀性的铝-镁合金板材，其特征在于，所述合金板材的厚度为1.0mm～4.0mm，所述合金板材是冷轧态、O态或稳定化态板材。

根据上述的高热稳定性、焊接性和耐蚀性的铝-镁合金板材，其特征在于，所述合金板材的完全再结晶温度为325℃～500℃。

根据上述的高热稳定性、焊接性和耐蚀性的铝-镁合金板材，其特征在于，所述合金板材的完全再结晶温度为450℃～500℃。