[发明专利]Mn、Zr复合合金化的高抗晶间腐蚀6000系铝合金及其制备方法

说明书

一种Mn、Zr复合合金化的高抗晶间腐蚀6000系铝合金，该合金主要由铝(Al)、镁(Mg)、硅(Si)、铜(Cu)、锰(Mn)、锶(Sr)和锆(Zr)组成，其中，镁(Mg)的质量百分比为0.901～0.923％，硅(Si)的质量百分比为0.806～0.822％，铜(Cu)的质量百分比为1.01～1.04％，锰(Mn)的质量百分比为0.702～1.061％，锶(Sr)的质量百分比为0.019～0.026％，锆(Zr)的质量百分比为0.203～0.215％，余量为铝和少量杂质元素。该合金的制备依次包括：(1)熔铸；(2)均质化退火(470℃×24h)；(3)热压(变形量为0.625的热压缩塑性变形)；(4)固溶处理(540℃×2h)；(5)时效处理(190℃×8h)。本发明合金晶粒细小，强度可达315‑324MPa，按国标GB/T7998‑2005(铝合金晶间腐蚀测定方法)其晶间腐蚀深度为199‑245μm。

技术领域

本发明涉及一种铝合金材料，尤其是一种新型6000系铝合金及其制备方法，具体地说是一种Mn、Zr复合合金化的高抗晶间腐蚀6000系铝合金及其制备方法。

背景技术

6000系铝合金是以镁和硅为主要合金元素并以Mg₂Si相为主强化相的铝合金，属于热处理可强化铝合金。合金具有中等强度，无应力腐蚀破裂倾向，焊接性能良好，焊接区腐蚀性能不变，成形性和工艺性能良好等优点。

晶间腐蚀是6000系铝合金常见的一种腐蚀形态，也是一种基础腐蚀形态，对6000系铝合金使用寿命和使用安全性带来很大的损害。一般而言，6000系铝合金的强度愈高，晶间腐蚀性能愈低。现有的6000系铝合金在保证其高强度的同时，其晶间腐蚀深度一般远高于245μm。6000系铝合金易被晶间腐蚀一般在于其易于再结晶，形成大角度晶界。Mn和Zr都能抑制再结晶同时提高抗腐能力，而现有的6000系铝合金其锰含量不超过0.6％，并且通常不含Zr元素。

到目前为止，我国尚未有一种具有自主知识产权的Mn和Zr复合合金化的高抗晶间腐蚀性能的6000系铝合金可供使用，这一定程度上制约了我国车辆、飞机等领域的发展。

发明内容

本发明的目的是针对现有的6000系铝合金抗晶间腐蚀性能差的问题，通过成分设计发明一种Mn、Zr复合合金化的高抗晶间腐蚀6000系铝合金及其制备方法。

本发明的技术方案之一是：

一种Mn、Zr复合合金化的高抗晶间腐蚀6000系铝合金，其特征在于：它主要由铝(Al)、镁(Mg)、硅(Si)、铜(Cu)、锰(Mn)、锶(Sr)和锆(Zr)组成，其中，镁(Mg)的质量百分比为0.901～0.923％，硅(Si)的质量百分比为0.806～0.822％，铜(Cu)的质量百分比为1.01～1.04％，锰(Mn)的质量百分比为0.702～1.061％，锶(Sr)的质量百分比为0.019～0.026％，锆(Zr)的质量百分比为0.203～0.215％，余量为铝和少量杂质元素。

所述的铜(Cu)为Al-Cu中间合金中的铜(Cu)，所述的锶(Sr)为Al-Si中间合金中的锶(Sr)，所述的锰(Mn)为Al-Mn中间合金中的锰(Mn)，所述的锶(Sr)为Al-Sr中间合金中的锶(Sr)，所述的锆(Zr)为Al-Zr中间合金中的锆(Zr)。

所述的Al-Cu中间合金中Cu的质量百分比为50.12％，Al-Si中间合金中Si的质量百分比为10.08％，Al-Mn中间合金中Mn的质量百分比为9.95％，Al-Sr中间合金中Sr的质量百分比为9.89％，Al-Zr中间合金中Zr的质量百分比为4.11％。

本发明的技术方案之二是：

一种Mn、Zr复合合金化的高抗晶间腐蚀6000系铝合金的制备方法，其特征是它依次包括：(1)熔铸；(2)均质化退火；(3)热压；(4)固溶处理；(5)时效处理。