一种耐晶间腐蚀高Mg含Er铝合金冷轧板材的热处理工艺，属于有色金属技术领域，它解决了高Mg的铝镁合金冷轧板材耐长期晶间腐蚀性能差的问题。高Mg含Er铝合金热轧板，其各组分质量百分含量分别为Mg?5.8％-6.8％，Mn0.4％-0.8％，Er?0.15％-0.25％，Zr?0.15％-0.25％，不可避免杂质含量＜4％，余量为Al，合金热轧板经中间退火后进行冷精轧，最终冷变形量为75％-90％；对铝合金冷轧板进行稳定化退火，退火温度为235℃-245℃，保温时间3.5-4小时，空冷至室温。该工艺在不明显降低合金强度的同时，显著改善合金的耐晶间腐蚀性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有色金属
,具体涉及一种改善高Mg含Er招合金冷轧板材耐晶间腐蚀性能的稳定化退火工艺，该工艺在不明显降低合金强度的同时，显著改善合金的耐晶间腐蚀性能。
技术介绍
Al-Mg系合金广泛应用于航空、航天及交通运输等领域，提高合金强度且保证其耐腐蚀性能一直是Al-Mg系合金研究的核心问题。Al-Mg合金属于不可热处理强化的变形铝合金，其强化手段主要依靠镁(Mg)原子固溶强化和冷作硬化。Al-Mg合金的强度随Mg含量的增大而提高，但Mg质量百分含量超过3. 5 %时，合金即使在室温下长期服役过程中，也会由于基体中过饱和的Mg减少而发生时效软化，强度下降，而且易于沿晶界连续析出β相 (Mg2Al3)形成晶间网膜，造成严重的晶间腐蚀和应力腐蚀。冷作硬化主要是通过冷加工提高合金的强度，但冷变形量越大，合金的形变储能越高，热力学上越不稳定，因此对Mg含量较高的冷变形Al-Mg合金必须进行稳定化退火处理，使其力学性能保持稳定，控制β相质点的析出位置、分布形态使β相在晶界不连续析出，从而改善合金的长期耐晶间腐蚀性能。由于以上两种强化手段有限，为了满足船舶舰艇等领域对Al-Mg系合金力学性能不断提高的要求，Al-Mg系合金得到进一步研究开发。研究发现微合金化能有效提高合金的力学性能。近年来研究发现添加微量Er到铝合金中，可以细化晶粒，可在合金基体中形成细小弥散的析出相，钉扎位错，提高合金的力学性能。Al-Mg系合金通过微合金化,再进行适当的冷变形和稳定化退火工艺的结合,可使其强度较高且稳定，耐晶间腐蚀性能良好，其优良的综合性能可以保证产品长期运行稳定性及使用安全性。目前国内外对5052、5754、5083合金的热处理工艺研究较多，尤其是 Η116，Η2η，Η3η状态。但是对于大冷变形的高Mg含Er铝合金板材的稳定化退火工艺鲜见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决高Mg铝镁系合金耐长期晶间腐蚀性能较差这一问题，通过稳定化退火热处理，使合金在保持较高强度的同时，具有良好的耐长期晶间腐蚀性能。本专利技术所提供的一种耐晶间腐蚀高Mg含Er铝合金冷轧板材的热处理工艺，高Mg 含Er铝合金热轧板，其各组分质量百分含量分别为Mg 5.8% -6. 8%,Mn 0.4% -O. 8%,Er O. 15% -O. 25%,Zr O. 15% -O. 25%，不可避免杂质含量< 4%，余量为Al，包括以下步骤I)合金热轧板经中间退火后进行冷精轧，最终冷变形量为75% -90%。2)对步骤I)所得高Mg含Er铝合金冷轧板进行稳定化退火，退火温度为 2350C _245°C，保温时间3. 5-4小时，空冷至室温。步骤I)中间退火工艺优选为350°C /2h后进行冷精轧，冷精轧工艺优选控制每道次压下量在10% _25%，最终冷变形量为75% -90%。本专利技术技术方案的优点在于本专利技术对合金成分进行了优选，在Al-Mg合金中添加了微量元素Mn、Zr、Er，提高了合金的组织性能稳定性。微量Er的添加使合金在随后的工艺加热过程中析出细小的 Al3Er次生相，钉扎位错，细化晶粒，增强合金冷作硬化的效果。通过对高Mg含Er铝合金冷轧板在100°C _245°C温度范围内，每隔20°C或25°C选取温度进行退火，并且在同一退火温度下分别进行不同时间的退火处理，这一处理可消除合金冷变形后的残余应力，降低位错密度，使合金强度保持较高且稳定。但更重要的是，本专利技术在此基础上对退火温度和时间进一步筛选限定，避免β相在晶界上的连续析出，降低了合金中晶界和晶内的电势差，从而在保持合金强高强度的同时明显提高合金的耐晶间腐蚀性能。总之，本专利技术所述的高Mg含Er铝合金冷轧板的稳定化退火工艺，使合金保持较高强度的同时，具有良好的耐长期晶间腐蚀性能，保证产品长期服役过程中运行的稳定性及使用安全性，是一种很有应用前景的热处理制度。附图说明图图图图图图图图图图下具体实施例方式对比例II)以高Mg含Er招合金20mm厚热轧板为例，化学成分Mg 6. 4%, Mn O. 4%, Er O. 25%, Zr O. 2%，不可避免杂质含量< 4%，余量为Al。对合金热轧板进行350°C中间退火，保温2小时，空冷至室温。2)对步骤I)所得高Mg含Er铝合金板材进行多次冷精轧，控制每道次压下量在 10% -25%左右，冷变形量75% -90%。3)采用箱式退火炉(温度误差为±5°C )对步骤2)所得合金冷轧板不同温度下退火，保温时间I小时，空冷至室温。测试冷轧板显微硬度随退火温度的变化，如图I所示。 由图I硬度曲线可以看出，合金的再结晶起始温度为250°c，合金250°C退火态对应的硬度值为121HV。为保证合金的力学性能，在以下实施例中选取250°C以下的温度对冷轧板进行退火处理。对比例2步骤I)，步骤2)同对比例I。3)对合金冷轧板在100°C下进行不同时间的退火处理。根据美国材料试验协会标准ASTM G67(硝酸浸泡失重法)对合金冷轧态和不同退火态进行晶间腐蚀实验，以浸泡前后合金单位面积失重评定材料的晶间腐蚀敏感性。其单位面积失重随退火时间的变化曲线如图2所示。对比例3步骤I)，步骤2)同对比例I。3)对合金冷轧板在125°C下进行不同时间的退火处理。根据美国材料试验协会标准ASTM G67(硝酸浸泡失重法)对合金125°C不同退火态进行晶间腐蚀实验，其单位面积失重随退火时间的变化曲线如图3所示。对比例4步骤I)，步骤2)同对比例I。3)对合金冷轧板在150°C下进行不同时间的退火处理。根据美国材料试验协会标准ASTM G67(硝酸浸泡失重法)对合金150°C不同退火态进行晶间腐蚀实验，其单位面积失重随退火时间的变化曲线如图4所示。对比例5步骤I)，步骤2)同对比例I。3)对合金冷轧板在175°C下进行不同时间的退火处理。根据美国材料试验协会标准ASTM G67(硝酸浸泡失重法)对合金175°C不同退火态进行晶间腐蚀实验，其单位面积失重随退火时间的变化曲线如图5所示。对比例6步骤I)，步骤2)同对比例I。3)对合金冷轧板在200°C下进行不同时间的退火处理。根据美国材料试验协会标准ASTM G67(硝酸浸泡失重法)对合金200°C不同退火态进行晶间腐蚀实验，其单位面积失重随退火时间的变化曲线如图6所示。对比例7步骤I),步骤2)同对比例I。3)对合金冷轧板在220°C下进行不同时间的退火处理。根据美国材料试验协会标准ASTM G67(硝酸浸泡失重法)对合金220°C不同退火态进行晶间腐蚀实验，其单位面积失重随退火时间的变化曲线如图7所示。实施例I步骤I)，步骤2)同对比例I。3)对合金冷轧板在240°C下进行不同时间的退火处理。根据美国材料试验协会标准ASTM G67(硝酸浸泡失重法)对合金240°C不同退火态进行晶间腐蚀实验，其单位面积失重随退火时间的变化曲线如图8所示。由图2-图8可以看出，合金在100°C _220°C退火处理后其腐蚀失重随退火时间的延长而增加，其耐晶间腐蚀性能降低。与其他退火温度相比，合金在240°C下其失重出现了不同的变化趋势。在退火O. 5小时内，合金失重急剧增大到腐蚀敏感区后随时间延长再降低，退火3. 5小时后其失重急剧降低本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：聂祚仁，邵蕊，高坤元，文胜平，黄晖，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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