含Gd抗再结晶耐蚀铝合金制造技术

本发明专利技术公开了一种含Ｇｄ抗再结晶耐蚀铝合金，该合金由主合金元素Ａｌ－Ｍｇ－（Ｚｎ－Ｃｕ），以及占合金质量百分比为０．１～１．３％的Ｚｒ－Ｃｒ－Ｇｄ组成。通过在Ａｌ－Ｍｇ－（Ｚｎ－Ｃｕ）合金中，复合添加Ｚｒ、Ｃｒ和Ｇｄ，形成多元铝化物弥散相，有效抑制Ａｌ－Ｍｇ－（Ｚｎ－Ｃｕ）合金的再结晶，保持形变回复组织，提高了合金的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能；且Ｚｒ、Ｃｒ和Ｇｄ价格相对便宜，适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属合金领域，特别涉及抗再结晶耐蚀铝合金。
技术介绍
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Lh 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Ll2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D023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。
技术实现思路
本专利技术的目的是在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。本专利技术的详细技术方案为 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 Mm 0~0.5%; Th (M).l0/o。本专利技术在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。本专利技术的含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-l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-l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。 具体实施例方式对比例1:铸锭冶金法制备表1中的A-l合金。将高纯铝(纯度为99.99 %)加入到石墨粘土坩埚，在电阻坩埚炉中熔炼，熔炼温度为780'C，高纯铝 熔化后，加入A1-Cu、 Al-Zr中间合金，降至76(TC，加入工业纯Zn (纯度为 99.9%)，熔化并充分搅拌均匀后加入工业纯Mg (纯度为99.9%)，除去表面 渣后，加入0.2% 0.4%的六氯乙烷(C2C16)精炼剂排渣除气，静置10 15 分钟，浇入铁模中，冷却后脱模。对比例2:制备表1中的A-2合金。制备方法如对比例1所述。 对比例3:制备表l中的A-3合金。制备方法如对比例l所述。 对比例4:制备表l中的A-4合金。将高纯铝(纯度为99.99%)加入到 石墨粘土坩埚，在电阻坩埚炉中熔炼，熔炼温度为78(TC,高纯铝熔化后，加 入A1-Cu、 Al-Zr、 Al-Sc中间合金，降至760。C，加入工业纯Zn (纯度为99.9 %)，熔化并充分搅拌均匀后加入工业纯Mg(纯度为99.9X)，除去表面渣后， 加入0.2°/。 0.4%的六氯乙垸(C2C16)精炼剂排渣除气，静置10 15分钟， 浇入铁模中，冷却后脱模。对比例5:制备表l中的A-5合金。将高纯铝(纯度为99.99%)加入到 石墨粘土坩埚，在电阻坩埚炉中熔炼，熔炼温度为78(TC，高纯铝熔化后，加 入A1-Zr中间合金，降至76(TC，加入工业纯Zn (纯度为99.9% )，熔化并充 分搅拌均匀后加入工业纯Mg (纯度为99.9%)，除去表面渣后，加入0.2% 0.4%的六氯乙垸(C2C16)精炼剂排渣除气，静置10 15分钟，浇入铁模中， 冷却后脱模。对比例6:制备表l中的A-6合金。将高纯铝(纯度为99.99%)加入到 石墨粘土坩埚，在电阻坩埚炉中熔炼，熔炼温度为780'C，高纯铝熔化后，加 入A1-Cu中间合金，降至76(TC，加入工业纯Mg (纯度为99.9%)，除去表面 渣后，加入0.2% 0.4%的六氯乙垸(C2C16)精炼剂排渣除气，静置10 15 分钟，浇入铁模中，冷却后脱模。对比例7:制备表l中的A-7合金。将高纯铝(纯度为99.99%)加入到 石墨粘土坩埚，在电阻坩埚炉中熔炼，熔炼温度为760。C，高纯铝熔化后，加 入工业纯Mg (纯度为99.9%)，除去表面渣后，加入0.2% 0.4%的六氯乙烷(C2C16)精炼剂排渣除气，静置10 15分钟，浇入铁模中，冷却后脱模。对比例8:制备表l中的A-8合金。将高纯铝(纯度为99.99%)加入到 石墨粘土坩埚，在电阻坩埚炉中熔炼，熔炼温度为78(TC，高纯铝熔化后，加 入A1-Cu、 Al-Zr、 Al國Cr、 Al-Mn、 Al-Ti中间合金，降至760。C，加入工业纯 Zn(纯度为99.9%)，熔化并充分搅拌均匀后加入工业纯Mg(纯度为99.9%), 除去表面渣后，加入0.2% 0.4%的六氯乙垸(C2C16)精炼剂排渣除气，静置 10 15分钟，浇入铁模中，冷却后脱模。实施例1:制备表1中B-l合金。将高纯铝(纯度为99.99%)加入到石 墨粘土坩埚，在电阻坩埚炉中熔炼，熔炼温度为78本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含Ｇｄ抗再结晶耐蚀铝合金，包含主合金元素Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ或Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ或Ａｌ－Ｍｇ或Ａｌ－Ｍｇ－Ｃｕ，其特征在于：还包含占合金质量百分比为０．１～１．３％的Ｚｒ－Ｃｒ－Ｇｄ，所述Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｕ元素占合金的质量百分比分别为：Ｚｎ：０～９．２％；Ｍｇ：０．２～５．６％；Ｃｕ：０～６．８％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈康华，方华婵，张茁，祝昌军，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[]