一種耐海水腐蝕鋁合金及其制造方法
【專利摘要】一種耐海水腐蝕鋁合金及其制造方法，該鋁合金的成分為：Mg：2.6～3.0wt%，Si≤0.1wt%，F(xiàn)e≤0.2wt%，Cr≤0.05wt%，其余為Al以及難以避免的雜質(zhì)元素。其材制造方法包括以下步驟：將鋁合金按上述配比熔煉鑄造，然后進(jìn)行均勻化處理，均勻化處理溫度為420℃～480℃，保溫8～12h；接著進(jìn)行車皮和擠壓；之后進(jìn)行冷撥；最后進(jìn)行穩(wěn)定化退火，退火溫度為180～240℃，退火時(shí)間為2～4h。本發(fā)明所述的耐海水腐蝕鋁合金及其制造方法，制造出的合金在具有良好的力學(xué)性能的基礎(chǔ)上擁有良好的耐海水腐蝕性能，可滿足海洋工程，尤其是海水淡化使用要求。
【專利說(shuō)明】
-種耐海水腐蝕錯(cuò)合金及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種耐海水腐蝕侶合金及其制造方法，屬于合金材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近幾年銅合金價(jià)格增長(zhǎng)過(guò)快，極大地增加了海水淡化的成本。與銅合金相比，侶合 金的密度較低(為銅合金的1/3)，價(jià)格相對(duì)便宜(為銅合金的1/3)，同時(shí)具有較好的耐腐蝕 性能和散熱性能，W侶合金取代銅合金制造換熱器具有技術(shù)可行性，而且可明顯降低海水 淡化設(shè)備造價(jià)和制水成本。普通侶合金在海水淡化工況下的腐蝕問(wèn)題是限制侶合金使用的 最重要因素。
[0003] 專利(ZL201010551917.2)公開(kāi)了一種耐海水腐蝕的侶合金材料，該侶合金含有： 0.4~1.8wt%Mg，<0.08wt%Si，<0.15wt%Fe，<0.005wt%Cu，<0.005wt%Zn，0.003~ 0.0 OSwt % RE,其余為 Al。
[0004] 專利(ZL01110677.8)公開(kāi)了一種耐海水腐蝕侶合金及其制造工藝，合金含有:2.0 ~2.2wt%Mg，0.1~0.35wt%Cr，0.05~0.2wt%Mn，0.001wt%Sb，0.05~0.01wt%Ti， 0.001*1%8,0.05~0.1*1%36，其余為41。上述合金在720~730°(：鑄造成圓錠，再加熱到 350~450°C進(jìn)行擠壓，經(jīng)拉伸矯直（1~3% )進(jìn)行冷拔，最終進(jìn)行穩(wěn)定化退火(在200°C保溫1 ~化，出爐風(fēng)冷）。
[0005] 上述專利公開(kāi)的合金含有一定量的RE或Sb元素，運(yùn)些合金元素價(jià)格遠(yuǎn)高于侶合 金，會(huì)明顯增加材料的成本，不符合海水淡化低成本化發(fā)展要求。而且，未見(jiàn)上述專利技術(shù) 的實(shí)際應(yīng)用報(bào)道，因此還需要進(jìn)一步進(jìn)行合金研究開(kāi)發(fā)，W滿足國(guó)內(nèi)海水淡化行業(yè)發(fā)展要 求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種延耐海水腐蝕侶合金及其制 造方法，具有良好的力學(xué)性能的基礎(chǔ)上擁有良好的耐海水腐蝕性能，可滿足海洋工程使用 要求。
[0007] 本發(fā)明的目的通過(guò)W下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[000引一種耐海水腐蝕侶合金，該侶合金的成分為:Mg: 2.6~3. Owt %，Si < 0.1 wt% ,Fe <0.2訊*%，化<0.05訊*%，其余為八1^及難^避免的雜質(zhì)元素。
[0009] 前述耐海水腐蝕侶合金的制造方法，包括W下步驟：
[0010] ①將侶合金按所述配比烙煉鑄造成鑄錠；
[0011] ②將經(jīng)步驟①處理后的侶合金鑄錠進(jìn)行均勻化處理，即將侶合金置于溫度為420 °C~480°C的均勻化處理爐內(nèi)，并在此溫度下恒溫保持8~1化后，使其冷卻至室溫；
[0012] ③將經(jīng)步驟②處理后的侶合金鑄錠進(jìn)行車皮和擠壓，此過(guò)程中，對(duì)侶合金鑄錠進(jìn) 行加熱，加熱溫度為400~500°C，并保溫化W上；
[0013] ④將經(jīng)步驟③處理后的侶合金管巧進(jìn)行冷撥；
[0014] ⑤將經(jīng)步驟④處理后的侶合金管進(jìn)行穩(wěn)定化退火，退火溫度控制在180~240°C之 間，退火時(shí)間為2~地。
[0015] 進(jìn)一步地，上述耐海水腐蝕侶合金的制造方法，其中，所述步驟①中，具體步驟為： 首先將工業(yè)純侶錠W710~77(TC烙化，并加入侶鐵中間合金、侶娃中間合金、純儀錠等，之 后烙融凈化、除氣后鑄造成型。
[0016] 進(jìn)一步地，上述耐海水腐蝕侶合金的制造方法，其中，所述步驟④中，經(jīng)冷撥后的 侶合金總變形量控制在1.2~1.8。
[0017] 本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在:本發(fā)明所述的耐海 水腐蝕侶合金及其制造方法，制造出的合金在具有良好的力學(xué)性能的基礎(chǔ)上擁有良好的耐 海水腐蝕性能，可滿足海洋工程，尤其是海水淡化使用要求;且，其成分不含RE或Sb元素，材 料成本明顯降低，符合海水淡化低成本化發(fā)展要求。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 本發(fā)明發(fā)明人在探索耐海水腐蝕侶合金制造過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)耐海水腐蝕侶合金中各 成分含量對(duì)該合金的制造和質(zhì)量有一定的影響。具體如下：
[0019] Mg:Mg是耐海水腐蝕侶合金的主要強(qiáng)化元素，主要W固溶強(qiáng)化的方式提高合金的 強(qiáng)度。Mg含量低于2.6%，合金強(qiáng)度太低。Mg含量高于3.0%，一是材料加工難度增加，導(dǎo)致制 造成本增加;二是易在晶界連續(xù)析出e相，增加合金晶間腐蝕敏感性，不利于合金的耐海水 腐蝕性能。因此，Mg含量應(yīng)嚴(yán)格控制在2.6~3.0%。
[0020] Fe:Fe元素對(duì)耐海水腐蝕侶合金來(lái)說(shuō)是有害的，會(huì)對(duì)合金板材的延伸率產(chǎn)生不利 影響；形成的AWe或AWeSi化合物還降低合金的耐腐蝕性能，因此應(yīng)盡量少。
[0021] Si: Si元素對(duì)耐海水腐蝕侶合金來(lái)說(shuō)是有害的，會(huì)對(duì)合金板材的延伸率產(chǎn)生不利 影響；Si含量增加會(huì)降低Mg的固溶，形成的MgsSi相強(qiáng)化作用不大，但降低合金的塑性，且不 利于耐腐蝕性。因此應(yīng)盡量少。
[0022] Cr:可W-定程度提高基體強(qiáng)度，但會(huì)降低塑性，且Cr為重金屬對(duì)壞境有害，因此 限制其含量<〇.〇5wt%。
[0023] 因此，發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究，提出一種耐海水腐蝕侶合金，所使用的合金成分如下:Mg: 2.6~3.0訊1%，51<0.1訊1%，尸6<0.2訊1%，吐<0.05訊1%，其余為八1^及難^避免的雜質(zhì) 元素。耐海水腐蝕侶合金內(nèi)化合物主要為AlMg相且不連續(xù)分布，合金內(nèi)其余化合物總和不 超過(guò)合金內(nèi)所有化合物面積總數(shù)的5 %
[0024] 應(yīng)用上述侶合金各成分的配比，本發(fā)明按照W下方法制造耐海水腐蝕侶合金，按 所述成分進(jìn)行烙煉鑄造、均勻化處理、車皮和擠壓、冷拔、和穩(wěn)定化退火，具體步驟如下：
[00巧](1)烙煉鑄造:首先將工業(yè)純侶錠W710~770°C烙化，并加入侶鐵中間合金、侶娃 中間合金、純儀錠等，之后烙融凈化、除氣后鑄造成型；
[00%] (2)均勻化處理:對(duì)經(jīng)步驟（1)處理后的侶合金置于溫度為420°C~480°C的均勻化 處理爐內(nèi)，并在此溫度下恒溫保持8~1化后，使其冷卻至室溫；
[0027] (3)車皮和擠壓:對(duì)經(jīng)過(guò)步驟(2)處理后的侶合金鑄錠進(jìn)行車皮和擠壓，此過(guò)程中， 對(duì)侶合金鑄錠進(jìn)行加熱，加熱溫度為400~500°C，并保溫化W上；
[0028] (4)冷撥:對(duì)經(jīng)步驟（3)處理后的侶合金管巧進(jìn)行冷撥，冷撥過(guò)程中侶合金管巧總 變形量控制在1.2~1.8;
[0029] (5)穩(wěn)定化退火:退火溫度控制在180~240°C之間，退火時(shí)間為2~地。
[0030] 本發(fā)明對(duì)鑄錠升溫到400~500°C保溫8~20h進(jìn)行均勻化處理，可W減少成分偏 析，使得化合物充分轉(zhuǎn)變，有利于后續(xù)加工并保證合金性能。溫度過(guò)高，會(huì)造成Mg的燒損或 低烙點(diǎn)共晶相的過(guò)燒;溫度偏低或保溫時(shí)間短，元素?cái)U(kuò)散或化合物轉(zhuǎn)變不充分，不利于合金 的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。優(yōu)選范圍為:在420~480°C保溫8~1化。
[0031] 將擠壓管巧進(jìn)行冷拉拔到需要的尺寸規(guī)格，總變形量控制為1.2~1.8,即能滿足 加工要求，又能滿足后續(xù)狀態(tài)要求?？傋冃瘟窟^(guò)大，合金冷拔變形抗力增加明顯，需要增加 中間退火，會(huì)造成制造成本增加。為獲得H32態(tài)，總變形量?jī)?yōu)選范圍為1.4~1.7。
[0032] 對(duì)獲得的合金管材進(jìn)行穩(wěn)定化退火，即在180~240°C保溫化W上，退火后空冷，加 熱或降溫時(shí)的速率不高于l〇〇°C/h。溫度偏低或偏高容易使0相沿晶界連續(xù)析出，不利于合 金的耐腐蝕性能，及難W達(dá)到要求的力學(xué)性能。因此，優(yōu)選范圍為：在180~220°C保溫2~ 4h〇
[0033] W下，對(duì)比地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例和比較例，根據(jù)運(yùn)些實(shí)施例和比較例可W進(jìn)一 步印證本發(fā)明的技術(shù)效果。但是，所列舉的實(shí)施例僅為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，不應(yīng)將其理 解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于此，凡基于本發(fā)明技術(shù)構(gòu)思所形成的技術(shù)方案，均落入 本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0034] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式做進(jìn)一步描述：
[0035] 烙鑄出表1所給合金成分的圓鑄錠(直徑d) 94mm)，將圓錠在480°C均勻化處理后空 冷，車皮切斷成4 89mm X 250mm的圓棒；將圓棒加熱到450°C并保溫4h擠壓到d) 27mm X 1.75mm管巧，再冷拉拔到4 25mmX 1.5mm;對(duì)獲得的管材進(jìn)行穩(wěn)定化退火后空冷，加熱速率 為50°CA。工藝試驗(yàn)方案如表2所列。
[0036] 表3給出了幾種實(shí)施例和比較例合金成品態(tài)管材的性能。其中，耐腐蝕性能為試樣 按GB/T 10124進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試條件為在70°C、7%NaCl溶液浸泡1500h。
[0037] 表 1
[00；3 引
[0039]巧 2
[0040]
[0043] 由表1~表3可W比較出，本發(fā)明通過(guò)控制合金成分和制備方法，使合金在具有良 好的力學(xué)性能的基礎(chǔ)上擁有良好的耐海水腐蝕性能。
[0041]
[0042]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐海水腐蝕鋁合金，其特征在于：該鋁合金的成分為:Mg: 2.6~3 . Owt%，Si < 0· lwt%，F(xiàn)e < 0.2wt%，Cr < 0.05wt%，其余為A1以及難以避免的雜質(zhì)元素。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述耐海水腐蝕鋁合金的制造方法，其特征在于包括以下步驟： 遊將鋁合金按所述配比熔煉鑄造成鑄錠； @將經(jīng)步驟逛處理后的鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化處理，即將鋁合金置于溫度為420Γ~ 480°C的均勻化處理爐內(nèi)，并在此溫度下恒溫保持8~12h后，使其冷卻至室溫； @將經(jīng)步驟③處理后的鋁合金鑄錠進(jìn)行車皮和擠壓，此過(guò)程中，對(duì)鋁合金鑄錠進(jìn)行加 熱，加熱溫度為400~500°C，并保溫2h以上； @將經(jīng)步驟@處理后的鋁合金管坯進(jìn)行冷撥； 想將經(jīng)步驟·處理后的鋁合金管進(jìn)行穩(wěn)定化退火，退火溫度控制在180~240Γ之間，退 火時(shí)間為2~4h。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐海水腐蝕鋁合金的制造方法，其特征在于:所述步驟③中，具 體步驟為:首先將工業(yè)純鋁錠以710~770 °C熔化，并加入鋁鐵中間合金、鋁硅中間合金、純 鎂錠等，之后熔融凈化、除氣后鑄造成型。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐海水腐蝕鋁合金的制造方法，其特征在于:所述步驟S中，經(jīng) 冷撥后的鋁合金總變形量控制在1.2~1.8。
【文檔編號(hào)】C22C1/03GK105861893SQ201610332870
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】潘琰峰, 趙丕植, 江濤, 貴星卉, 陳偉, 遲之東, 韓念梅, 石相軍, 周玉立
【申請(qǐng)人】蘇州有色金屬研究院有限公司