[发明专利]一种提高5B70合金抗剥蚀性能的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高5B70合金抗剥蚀性能的加工方法，特别是涉及一种提高5B70合金抗剥蚀性能并保持其力学性能的加工方法。

背景技术

Al-Mg合金是可加工、不可热处理强化的合金，Al-Mg合金中高强度的(Mg含量5％-6％)的5A06合金抗拉强度仅为340MPa，屈服强度为180MPa，而5A06M合金的耐剥蚀等级为PB级，抗剥落腐蚀性能也需进一步提高。作为新一代高速飞行的飞行器的燃料容器必须具有较高的强度以适应高速飞行对材料强度的要求，同时箱体材料也必须具有良好的长期使用耐蚀性。

为此国内外先后开展Al-Mg-Sc系合金的研究，前苏联于70年代初就开展了铝钪合金的研制，目前已形成了从钪的提炼到半成品生产的完整工业体系。全俄轻合金研究院已研制出四个合金系，10余种牌号的含钪铝合金(如1515、1535、1570、1571、1421、1423、1970等)。前苏联使用的1570合金为Al-6Mg-Sc合金，其力学性能可以达到如下指标：

σ_b≥400MPa，σ_0.2≥300MPa，δ₅≥10％

但国外对提高该合金耐剥落腐蚀的加工方法未见公开报道。

在国内，针对对于新一代航天运载工具轻质高比强铝合金箱体材料的需求，航天材料及工艺研究所开展了Al-6Mg-Sc系5B70合金的应用研究。

5B70作为高Mg含量(＞5.5wt％)合金，与Al-Mg系合金类似，高含量的Mg会造成大量的B相在晶界形成连续网状分布，成为阳极腐蚀通道，在电解质的作用下腐蚀沿着金属表面大致平行的方向扩展，造成Al-Mg系合金剥落腐蚀较敏感。

为解决该问题，通常只有采用较高温度退火(≥350℃)的加工方法才能提高合金的耐剥落腐蚀性能，但相应地会降低合金的力学性能(σ_b≥320MPa，σ_0.2≥160MPa，δ₅≥15％)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种提高5B70合金抗剥蚀性能并保持其力学性能的加工方法。

为解决上述技术问题，本发明依次包括以下步骤：

(1)将5B70合金制品放入热处理炉；

(2)升温到指定的退火温度310-340℃；

(3)达到退火温度后开始计时保温，根据5B70合金制品的最厚处计算保温时间，3-8min/mm；

(4)保温时间到达后，冷却至室温；

(5)进行第二次升温，升温到指定温度200-260℃；

(6)温度达到后开始计时保温，保温时间2-8h；

(7)保温时间到达后，冷却至室温。

步骤(4)中，选取冷却速度为5-60℃/min。

步骤(7)中，选取冷却速度为3-50℃/min。

上述加工方法中通过二次分级退火工艺使5B70合金的抗剥蚀能力达到PA级。

上述加工方法中通过采用小于350℃的退火温度，使5B70合金保持较高的力学性能，力学性能指标为：

σ_b≥400MPa，σ_0.2≥300MPa，δ₅≥8％。

具体实施方式

实施方式一：

1.将5B70合金制品放入热处理炉。

2.升温到退火温度310℃。

3.到达退火温度后开始计时保温，根据5B70合金制品的最厚处计算保温时间，每毫米3分钟。

4.保温时间到后，冷却到室温。选取冷却速度为每分钟5℃。

5.进行第二次升温，选取温度为200℃。

6.温度到达后开始计时保温，保温时间选取2小时。

7.保温时间到后，冷却到室温。选取冷却速度为每分钟3℃。

实施方式二：

1.将5B70合金制品放入热处理炉。

2.升温到退火温度330℃。

3.到达退火温度后开始计时保温，根据5B70合金制品的最厚处计算保温时间，每毫米5分钟。

4.保温时间到后，冷却到室温。选取冷却速度为每分钟10℃。

5.进行第二次升温，选取温度为220℃。

6.温度到达后开始计时保温，保温时间选取3小时。

7.保温时间到后，冷却到室温。选取冷却速度为每分钟5℃。

实施方式三：

1.将5B70合金制品放入热处理炉。