一种耐海洋环境的铝合金及其制备方法与流程

本发明涉及铝合金制备领域，具体而言，涉及一种耐海洋环境的铝合金及其制备方法。

背景技术：

1、铝合金具有密度小、机械性能好、易回收等优良特性，满足了现代科技对材料轻量化的需求，被广泛用于公路设施、汽车、轨道交通、航天器、船舰等领域。铝合金材料服役失效的报道中，霉菌诱导的腐蚀失效屡见不鲜，特别是在海洋湿热环境中。铝合金作为重要的结构材料，在海洋作业设备中也被广泛应用。海洋环境中大多多雨，强风流、盐雾浓度高，金属设备在海洋中腐蚀导致的应力腐蚀、、氢脆、腐蚀疲劳、晶间腐蚀等会领金属结构发生突然断裂，造成巨大损失，因此铝合金材料在耐腐蚀性方面还需要进一步加强。

技术实现思路

1、基于此，为了解决现有技术中制备的铝合金应用于海洋环境中耐腐蚀性差的问题，本发明提供了一种耐海洋环境的铝合金及其制备方法，具体技术方案如下：

2、一种耐海洋环境的铝合金，所述铝合金包括以下质量百分比的成分：mg：2.1％～3.3％，mn：0.2％～0.8％，cu：0.03％～0.24％，ce：0.05％～0.09％，la：0.03％～0.12％，re：0.01％～0.03％，zr：0.03％～0.09％，ti：0.05％～0.16％，且zr+ti：0.08％～0.25％，si≤0.10％，单个杂质≤0.05％，总计杂质≤0.1％，余量为al。

3、另外，本发明一种耐海洋环境的铝合金的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

4、将铝原料添加至熔炼炉中熔化得到铝金属液，然后往所述铝金属液中加入cu原料、ce原料、la原料、re原料以及zr原料，进行第一熔炼处理，第一除渣处理，得到合金液a；

5、往所述合金液a中继续加入mg原料、mn原料、ti原料以及si原料，进行第二熔炼处理，第二除渣处理，得到合金液b；

6、往所述合金液b中添加精炼剂并在氩气的氛围下，进行除气精炼处理，静置处理，然后进行铸造处理，得到铝合金铸锭；

7、将所述铝合金铸锭进行挤压处理，固溶处理以及双级时效处理后，强风冷却后得到铝合金。

8、进一步地，所述第一熔炼处理以10℃/min～15℃/min的升温速率升温至720℃～750℃，时间为30min～50min。

9、进一步地，所述第一除渣处理的温度为700℃～720℃。

10、进一步地，所述第二熔炼处理的温度为700℃～720℃，时间为20min～30min。

11、进一步地，所述第二除渣处理的温度为710℃～720℃。

12、进一步地，所述精炼处理的温度为700℃～730℃，时间为10min～20min。

13、进一步地，所述铸造处理的温度为700℃～720℃，水压为0.05mpa～0.10mpa，速度为45mm/min～50mm/min。

14、进一步地，所述固溶处理的温度为490℃～510℃，保温时间为50min～60min，淬火介质为水，温度为20℃～25℃。

15、进一步地，所述双级时效处理包括一级时效处理以及二级时效处理，且所述一级时效处理以1℃/min～3℃/min的升温速率升温至150℃～160℃，保温5h～8h，所述二级时效处理以0.5℃/min～1.5℃/min升温至165℃～175℃，保温4h～5h。

16、上述方案中通过优化铝合金的成分，添加ce、la、re以及zr，并限制了成分的添加量，使得成分之间相互作用，铝合金内部组织的晶粒减小并有效阻碍晶粒长大，进而降低晶间腐蚀的风险；ce还能与铝合金液中的氢反应，形成弥散的氢化物，进而减少铝合金铸锭中的孔隙率，并使得铝合金的组织形态得到优化，与la、re以及zr相互作用，不仅能有效抗晶间腐蚀，还能对铝合金的机械性能有促进作用，有助于提高其使用寿命，降低维修成本。

17、另外，本申请通过对制备方法中工艺参数的控制，保证铝合金的流动成型性，减少腐蚀介质对铝合金耐腐蚀性能的影响，得到铝合金不容易产生变形，使其更适合海洋的应用环境。

技术特征：

1.一种耐海洋环境的铝合金，其特征在于，所述铝合金包括以下质量百分比的成分：mg：2.1％～3.3％，mn：0.2％～0.8％，cu：0.03％～0.24％，ce：0.05％～0.09％，la：0.03％～0.12％，re：0.01％～0.03％，zr：0.03％～0.09％，ti：0.05％～0.16％，且zr+ti：0.08％～0.25％，si≤0.10％，单个杂质≤0.05％，总计杂质≤0.1％，余量为al。

2.一种耐海洋环境的铝合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1所述的铝合金，所述制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一熔炼处理以10℃/min～15℃/min的升温速率升温至720℃～750℃，时间为30min～50min。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一除渣处理的温度为700℃～720℃。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二熔炼处理的温度为700℃～720℃，时间为20min～30min。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二除渣处理的温度为710℃～720℃。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述精炼处理的温度为700℃～730℃，时间为10min～20min。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述铸造处理的温度为700℃～720℃，水压为0.05mpa～0.10mpa，速度为45mm/min～50mm/min。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述固溶处理的温度为490℃～510℃，保温时间为50min～60min，淬火介质为水，温度为20℃～25℃。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述双级时效处理包括一级时效处理以及二级时效处理，且所述一级时效处理以1℃/min～3℃/min的升温速率升温至150℃～160℃，保温5h～8h，所述二级时效处理以0.5℃/min～1.5℃/min升温至165℃～175℃，保温4h～5h。

技术总结本发明公开了一种耐海洋环境的铝合金及其制备方法，属于铝合金制备领域。本发明通过，添加Ce、La、Re以及Zr，并限制了成分的添加量，使得成分之间相互作用，铝合金内部组织的晶粒减小并有效阻碍晶粒长大，进而降低晶间腐蚀的风险；Ce还能与铝合金液中的氢反应，形成弥散的氢化物，进而减少铝合金铸锭中的孔隙率，并使得铝合金的组织形态得到优化，与La、Re以及Zr相互作用，不仅能有效抗晶间腐蚀，还能对铝合金的机械性能有促进作用，有助于提高其使用寿命，降低维修成本。技术研发人员：潘学著,杨舜明,颜鹏,李绍俊受保护的技术使用者：广亚铝业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14