[发明专利]一种提升铝合金耐腐蚀性能的方法及其得到的铝合金

说明书

本发明公开了一种提升铝合金耐腐蚀性能的方法及其得到的铝合金。本发明采用精细化的时效处理步骤，对固溶淬火态的Al‑Cu‑Mg合金进行时效处理后，使该合金在晶界上析出相形成断续分布，阻断了连续的腐蚀通道，降低了晶间腐蚀敏感性；同时，晶内析出相先长大至500nm以上，随后回溶再析出，使其变为尺寸小于10nm的GP区，其晶格畸变程度相对较小，点蚀敏感性较小。因此，本发明可协同提升所述合金的耐晶间腐蚀和耐点蚀性能。

技术领域

本发明属于铝合金加工处理领域，尤其涉及一种利用精细化时效处理提升铝合金耐腐蚀性能的方法及其得到的耐腐蚀铝合金。

背景技术

Al-Cu-Mg合金是2xxx系铝合金中应用最广泛的一种铝合金，其以优异的强度、硬度及良好的耐热性、导电性而被应用于电力运输领域。由于Al-Cu-Mg合金中存在大量的第二相，这些第二相容易在合金服役过程中成为诱发腐蚀的源点，造成合金材料腐蚀敏感性增强，严重时会导致合金材料的腐蚀失效。其主要原因在于在2xxx系铝合金经过固溶淬火后，在铝基体中保留下大量空位和过饱和的固溶原子，形成过饱和固溶体。而随后经历的时效处理会导致过饱和固溶体中的固溶原子沿晶界或者晶内空位扩散、团聚、形核长大成析出相。当固溶原子向晶界扩散时，由于晶界能量较高，析出相迅速形核长大，从而影响合金的耐晶间腐蚀性能。例如，在A1-Cu-Mg合金时效初期，S相优先在晶界连续沉淀，这种沉淀析出行为会诱导晶界发生腐蚀溶解。此外，晶界处连续析出的S相也可以直接通过S相-铝基体的腐蚀电偶作用促进晶界发生腐蚀溶解，这都会降低该合金的耐腐蚀性能。而随着时效时间的增加，析出相在晶界开始长大，晶间腐蚀行为也相应发生变化。通过对时效处理工艺的适当的调整，可以使2xxx系铝合金中第二相的尺寸及分布发生改变，有助于协同提升该合金的耐晶间腐蚀和点蚀性能。目前，2xxx系铝合金的传统时效处理工艺仍然比较粗糙，缺乏对Al-Cu-Mg合金的耐晶间腐蚀和点蚀性能实现协同提升的能力。

专利文献CN114672748A通过高温固溶处理，使Al-Mg-Si-Cu铝合金残余相充分固溶，提升基体的过饱和度，通过调节连续升温时效过程中的升温速率、起始及终止时效温度，缩短Al-Mg-Si-Cu铝合金在高温阶段的保留时间，在熔断晶界连续析出相的同时控制析出相的粗化行为，从而提高了该合金的耐腐蚀性能。但该方法需要采用盐浴炉进行高温固溶处理，且需要对后续时效温度的升温速率进行精细的调节，这显著增加了生产成本，且该方法仅针对于5xxx系铝合金，不能直接应到成分且热处理工艺不同的2xxx系铝合金上。

发明内容

针对2xxx系铝合金在采用传统热处理工艺处理后，存在耐晶间腐蚀和耐点蚀性能差的技术问题，本发明提供一种不同于传统热处理的精细化时效处理工艺，其通过精细化时效处理工艺调控析出相在晶界的分布和晶内的析出尺寸，使得Al-Cu-Mg合金的耐晶间腐蚀和点蚀性能的协同提升。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种利用精细化时效处理提升铝合金耐腐蚀性能的方法，其步骤如下：

第一步，对固溶处理后的2xxx系铝合金进行淬火处理，得到淬火态样品；

第二步，对淬火态样品依次进行自然时效和峰时效处理；

第三步，对峰时效处理后的样品进行回归处理；

第四步，对回归处理后的样品进行再时效处理。

优选的，所述铝合金的固溶处理条件为：490-500℃，0.5-1.5h；所述自然时效处理的时间为：96h；所述峰时效处理条件为：185-195℃，19-21h；所述回归处理条件为：275-285℃，19-21min；所述再时效处理条件为：185-195℃，19min-1h。

优选的，所述的2xxx系铝合金为Al-Cu-Mg合金。

本发明还提供由上述方法处理得到的耐腐蚀铝合金，其在晶界上析出相形成断续分布，晶内析出相为尺寸小于10nm的GP区。