一种轻质高强耐蚀铝合金材料及其制备方法与流程

文档序号:34065328发布日期:2023-05-06 14:53阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述铝合金含有:mg 6.0~10.0wt%,zn1.0~3.5wt%,si 0.1~1.3wt%,和总含量不超过0.8wt%的mn、cu、zr、sc、ti元素中的至少一种,余者为al以及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述铝合金含有:mg6.3~9.9wt%,zn 1.1~2.9wt%,si 0.15~1.0wt%,和总含量不超过0.6wt%的mn、cu、zr、sc、ti元素中的至少一种,余者为al以及不可避免的杂质。

3.根据权利要求2所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述铝合金含有:mg6.6~9.0wt%,zn 1.3~2.9wt%,si 0.15~0.8wt%。

4.根据权利要求2所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述铝合金含有:mg7.1~8.8wt%,zn 1.5~2.8wt%,si 0.25~0.7wt%。

5.根据权利要求2所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述铝合金含有:mg7.3~8.5wt%,zn 1.5~2.7wt%,si 0.4~0.6wt%。

6.根据权利要求2所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,在所述铝合金中,mg、zn、si的含量满足关系式:2.5≤(9×mg)/[(1×si)+(8×zn)]≤6。

7.根据权利要求2所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述铝合金含有:mn0.10~0.50wt%。

8.根据权利要求2所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述铝合金含有:cu0.10~0.50wt%。

9.根据权利要求2所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述铝合金含有:ti0.01~0.15wt%。

10.根据权利要求2所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述铝合金含有:zr0.05~0.25wt%。

11.根据权利要求2所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述铝合金含有:sc0.05~0.30wt%。

12.根据权利要求11所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述铝合金含有:sc 0.05~0.20wt%。

13.根据权利要求12所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,在所述铝合金中,sc和zr 的含量和满足:0.15 wt%≤(sc+zr) wt%≤0.35 wt%。

14.根据权利要求2所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述不可避免的杂质包括在制造合金锭坯过程中作为杂质无意带入的元素,所述铝合金中fe≤0.40wt%,其它杂质元素每种≤0.20wt%,总和≤0.50wt%。

15.根据权利要求14所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述不可避免的杂质包括在制造合金锭坯过程中作为杂质无意带入的元素,所述铝合金中fe≤0.20wt%,其它杂质元素每种≤0.10wt%,总和≤0.25wt%。

16.根据权利要求15所述的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,在所述铝合金中,fe≤0.10wt%。

17.一种生产变形铝合金材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:

18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中,采用熔炼、除气、除夹杂及半连续铸造的方式进行铸锭的制造;在熔炼过程中,以mg、zn为核心来精确控制元素含量,通过在线成分检测分析,快速补充调整合金元素之间的配比,并完成全部的铸锭制造过程。

19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中,熔炼时以al-be中间的形式加入0.0002~0.005wt%的be,以改变氧化膜性质、减少氧化烧损和夹杂。

20.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中,还包括在结晶器部位或其附近施加电磁场、超声场或机械搅拌。

21.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述均匀化热处理通过选自下组的方式进行:

22.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,在步骤(3)和(4)中,每一次热变形加工前的预热温度、再加热温度为370~460℃,且处理时间为1~8 h。

23.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,在步骤(4)中,冷变形道次间还包括增加350~450℃/0.5~6 h的中间退火处理。

24.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,在步骤(5)中,所述固溶热处理需根据性能要求进一步调控材料中亚晶尺寸和再结晶组织比例,并通过选自下组的方式进行:

25.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,采用连续升温固溶热处理,升温速率≤60℃/min。

26.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,在步骤(6)中,使用选自冷却介质喷淋式淬火、浸没式淬火、强风冷却及其组合的方式将加工材迅速冷却至室温。

27.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,在步骤(7)中,所述人工时效热处理通过选自下组的方式进行:

28.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,在步骤(6)和(7)之间,还包括以下步骤:对经冷却的加工材进行矫直处理和/或预变形处理,使用辊式矫直、拉伸矫直、拉伸弯曲矫直及其组合的方式进行矫直处理以提高加工材平直度,使用拉伸、压缩及其组合的方式进行预变形以消减淬火冷却形成的残余应力,便于后续加工和应用。

29.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述加工材为线材、棒材、管材、薄板、厚板、或锻件产品。

30.根据权利要求1~16中任一项所述的轻质高强耐蚀铝合金材料或根据权利要求17~29中任一项所述方法制造的轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述铝合金材料的密度≤2.68g/cm3,抗拉强度≥400mpa,剥落腐蚀性能不低于ea级。

31.根据权利要求30所述轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述铝合金材料的密度≤2.66g/cm3,抗拉强度≥410mpa,剥落腐蚀性能不低于ea级。

32.根据权利要求31所述轻质高强耐蚀铝合金材料,其特征在于,所述铝合金材料的密度≤2.64g/cm3,抗拉强度≥420mpa,剥落腐蚀性能不低于pc级。

33.一种生产铸造铝合金材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:

34.一种产品,其特征在于,是由根据权利要求1~16、30~32中任一项所述的轻质高强耐蚀铝合金材料或根据权利要求17~29、33中任一项所述方法制造的轻质高强耐蚀铝合金材料与其本身或其它合金焊接在一起所形成的产品;焊接方式包括搅拌摩擦焊、熔化焊、钎焊、电子束焊、激光焊。

35.一种最终构件,其特征在于,根据权利要求1~16、30~32中任一项所述的轻质高强耐蚀铝合金材料或根据权利要求17~29、33中任一项所述方法制造的轻质高强耐蚀铝合金材料,通过各种表面处理、冲压成形、机加工,被加工为最终构件。

36.根据权利要求35所述的最终构件,其特征在于,所述的最终构件为承力结构件。


技术总结
本发明公开了一种轻质高强耐蚀铝合金材料及其制备方法。所述铝合金含有:Mg 6.0~10.0wt%,Zn 1.0~3.5wt%,Si 0.1~1.3wt%,和总含量不超过0.8wt%的Mn、Cu、Zr、Sc、Ti元素中的至少一种,余者为Al以及不可避免的杂质。该合金变形加工材的制备方法包括以下步骤:(1)制造铝合金铸锭;(2)对所得铸锭进行均匀化热处理和/或预热;(3)通过热变形加工方法将铸锭热加工成需要的加工材形式、或预加工材;(4)可选地对预加工材进行再加热,经冷变形加工成需要的加工材形式;(5)对所述加工材进行固溶热处理;(6)将经固溶热处理的加工材迅速冷却到室温;(7)对加工材进行时效处理获得合金时效态加工材。该铝合金材料表现出优异的低密度、高强度、耐腐蚀、耐损伤性能。

技术研发人员:熊柏青,李锡武,张永安,李志辉,闫宏伟,高冠军,闫丽珍,李亚楠,温凯,刘红伟,肖伟,石国辉,祝楷
受保护的技术使用者:有研工程技术研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/12
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