含硼的稀土铝合金材料的制作方法

文档序号:3243930阅读:144来源:国知局
专利名称:含硼的稀土铝合金材料的制作方法
技术领域
本发明技术属于铝合金及其压力容器、管道、船体、桥梁等焊接结构的应用领域。
背景技术
铝及铝合金具有耐腐蚀性能高、导热性能好,低温韧性很高的特点。铝及铝合金极易与空气中的氧结合,生成致密的氧化膜,以阻止腐蚀介质向材料内部深入,所以有良好的耐腐蚀性能。同时,人们普遍认为铝合金的强度不高,难以满足石化压力容器和压力管道的使用要求。在石油炼制和化工等装置中,压力容器、换热器及压力管道占总设备投资的60%以上,而这些压力容器及压力管道大量的存在着各种各样的腐蚀环境。特别是在有氯离子的循环水、海水和酸性污水气提环境中,工程应用上大量选用高等级不锈钢材料和铜合金材料,这不仅是一种资源浪费,也是一种高投入的资本浪费。目前,随着航空航天事业的发展,铝合金作为发动机主体、机身龙骨、室内舱体和表面蒙皮材料得到了很好的应用。但在其它工业领域,极少用铝合金材料来制造压力容器、管道、船体、桥梁、建筑等焊接设备。本发明的技术方向,是寻找一种经济适用的替代合金材料,以解决石化装置中压力容器、压力管道及冷换设备所涉及到的各种腐蚀问题,以及要求轻量化的船舶、桥梁、建筑等结构所使用的铝合金材料。专利号03119119.3《Al-Zn-Mg-Er稀土铝合金》是一种以锌为主的铝稀土合金材料,且并没有涉及到这种铝合金的具体应用途径,与本发明的目的和内容有一定区别。本人于2011年申报了专利:201110346245.6“压力容器及压力管道用稀土铝合金材料”,由于特殊原因,强 度指标仅能满足管道设备的要求,对于压力容器的壳体,还难以达到预期效果。本发明的目的是开发一种强度比201110346245.6专利高一个等级的高强度、高韧性的铝合金材料,以满足压力容器和许多铝制结构件的安全使用要求。

发明内容
本发明的核心是以铝为基础,利用镁-锰-锆-稀土-硼等为主要关键合金,并以铁、硅、铬为辅助强化元素,进行炼制的多元素合金化材料,以进一步提高铝合金材料的强度等级,并细化晶粒,使塑性达到一个良好的状态。本发明的合金成分为:Mg:4.0 6.0% ;Mn:0.50 1.50% ;Zr:0.10 0.30% ;RE (加入量):0.05 0.50% ;B:0.02 0.12% ;Fe ( 0.40% ;Si ( 0.40% ;Cr ( 0.40% ;Cu ( 0.40% ;Zn ( 0.40% ;余量为 Al。说明:上述合金中的余量为Al。RE是指以单质稀土元素,或以镧(La)和铈(Ce)为主的混合轻稀土元素。以上合金元素在规定范围内根据不同的强度要求可进行适当调整。本技术发明的镁合金含量较高,这是提高材料强度的主要途径,而添加一定量的稀土元素,不仅可以细化晶粒,脱除有害夹杂物,而且可以对已经细化了的间隙化合物起到钉扎作用。上述成分的稀土铝合金材料,采用电解制备稀土铝合金工艺技术进行加工炼制。板材可以经过热轧,也可经过冷轧而成。无缝管经过冷拔或热挤压进行制造。压力容器设备法兰和换热器管板经过锻造而成。用本技术方案制造的铝合金板材、管材和锻件主要用于制造压力容器、换热器、空冷器、压力管道,以及船体结构、桥梁结构、建筑结构、水箱等产品O四.
具体实施例方式
实施案例:Mg:4.80 5.30% ;Mn:0.70 1.10% ;Zr:0.25 0.30% ;RE(加入量):0.20% ;B:0.04 0.08% ;Fe:0.25 0.30% ;S1:0.25 0.30% ;Cr:0.25 0.30% ;余量为 Al。以上为电解熔炼以后铝合金坯料或材料成品的实际含量,不含烧损部分。采用冷轧以后的完全退火温度为35(T450°C,不完全退火的热处理温度为12(T300°C。热轧温度为400^550 0C,热轧后可不进行热处理。熔炼及轧制工艺为:
配料一熔化一电磁搅拌一取样一合金化一精炼一电磁搅拌— 取样一转炉一还料一乳制一热处理一检验和包装机械性能目标值如下:
完全退火状态:抗拉强度:340^400 (Mpa);屈服强度:彡180 (MPa);延伸率:彡18 (%)不完全退火状态:抗拉强度:38(T440 (Mpa);屈服强度:彡220 (MPa);延伸率:彡15 (%)由以上成分设计的铝合金板材、锻件等适合于制造压力10.0MPa及以下的压力容器、换热器、空冷器和压力管 道,以及船舶、桥梁吊篮、建筑装饰、结构、楼梯、扶手等等。
权利要求
1.一种含硼的稀土铝合金材料,其特征在于:其所述稀土铝合金的合金成分为Mg: 4.0 6.0% ;Mn:0.50 1.50% ;Zr:0.10 0.30% ;RE(加入量):0.05 0.50% ;B:0.02 .0.12% ;Fe ( 0.40% ;Si ( 0.40% ;Cr ( 0.40% ;Cu ( 0.40% ;Zn ( 0.40% ;余量为 Al。
2.如权利要求书I所述含硼的稀土铝合金材料,其特征在于:按权利要求书I所述的化学成分进行熔炼的的铝合金板材、管材和锻件主要用于制造压力容器、船舶、桥梁、建筑结构的设备。
全文摘要
一种含硼的稀土铝合金材料,其特征在于其所述稀土铝合金的合金成分为Mg:4.0~6.0%;Mn0.50~1.50%;Zr0.10~0.30%;RE(加入量)0.05~0.50%;B0.02~0.12%;Fe≤0.40%;Si≤0.40%;Cr≤0.40%;Cu≤0.40%;Zn≤0.40%;余量为Al。其特征在于按权利要求书1所述的化学成分进行熔炼的的铝合金板材、管材和锻件主要用于制造压力容器、管道、船舶、桥梁、建筑结构的设备。
文档编号C22C21/08GK103114228SQ20131007759
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月12日 优先权日2013年3月12日
发明者束润涛 申请人:武汉市润之达石化设备有限公司, 束润涛
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