1.本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀铝合金材料及其制备方法。
背景技术：
2.铝合金是一些金属或者非金属与铝通过加工而成的，其是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，其密度小、强度高、耐腐蚀、易加工、资源丰富且具有良好的导电导热性能，目前在海洋、船舶、航空、汽车、机械制造及化学工业等领域应用较广。随着工业经济的飞速发展，对铝合金的需求日益增多，对其性能要求也越来越高，有些铝合金在使用的过程中仍存在韧性和耐腐蚀性欠佳的缺陷，铝合金制件容易出现断裂、变形等情况，限制了其使用。
技术实现要素：
3.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐腐蚀铝合金材料及其制备方法，所述制备方法过程简单，得到的铝合金材料强度高、韧性好、耐腐蚀性能优异。
4.本发明提出的一种耐腐蚀铝合金材料，其组成成分按重量百分比包括：zn：8.5
‑
9.7％、mg：1.1
‑
1.25％、cu：2.9
‑
3.4％、zr：0.04
‑
0.12％、ti：0.03
‑
0.045％、fe：0.01
‑
0.03％、si：0.08
‑
0.18％、sn：0.02
‑
0.042％、co：0.01
‑
0.018％、la+nd+dy：0.11
‑
0.33％、b：0.001
‑
0.003％、mn：0.14
‑
0.25％、余量为al及不可避免的杂质。
5.优选地，其组成成分中，zn、mg、cu的重量百分比满足以下关系式：13.4％≤zn+1.35
×
mg+0.86
×
cu≤14.1％，zn/mg＝8
‑
8.8，且1.67％≤1.4
×
cu
‑2×
mg≤1.98％。
6.优选地，其组成成分中，co、la、nd、dy、ti、b的重量百分比满足以下关系式：0.34％≤7
×
co+la+nd+dy+ti+12
×
b≤0.45％。
7.优选地，其组成成分中，mn、si、fe、cu的重量百分比满足以下关系式：3.32％≤mn+si+fe+cu≤3.57％，且fe/si＝0.14
‑
0.26。
8.优选地，其组成成分中，mg、si的质量百分比满足以下关系式：13
×
si
‑
mg≥0.75
‑
1.03％。
9.优选地，所述耐腐蚀铝合金材料，其组成成分按重量百分比包括：zn：9.4％、mg：1.17％、cu：3％、zr：0.11％、ti：0.037％、fe：0.03％、si：0.168％、sn：0.027％、co：0.01％、la+nd+dy：0.26％、b：0.003％、mn：0.15％、余量为al及不可避免的杂质。
10.本发明还提出的一种所述耐腐蚀铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
11.s1、按成分配比选择原料；
12.s2、将选择的原料进行熔炼和精炼，浇注后得到铸锭；
13.s3、对s2中得到的铸锭进行均匀化处理，去表皮后进行热轧成型得到坯料；其中，所述均匀化处理的温度为420
‑
445℃，时间为30
‑
45h；
14.s4、将s3中得到的坯料进行固溶处理和时效处理得到所述耐腐蚀铝合金材料；其中，所述固溶处理的温度为440
‑
465℃，时间为1.5
‑
3.5h；所述时效处理包括依次进行的一
级时效处理、二级时效处理、三级时效处理、四级时效处理和五级时效处理，所述一级时效处理的温度t1为145
‑
160℃，时间t1为4.5
‑
6h；所述二级时效处理的温度t2为80
‑
105℃，时间t2为12
‑
20h；所述三级时效处理的温度t3为150
‑
170℃，时间t3为1.5
‑
4h；所述四级时效处理的温度t4为110
‑
125℃，时间t4为3
‑
8h；所述五级时效处理的温度t5为80
‑
100℃，时间t5为12
‑
20h。
15.优选地，在s2中，所述浇注的温度为715
‑
725℃。
16.优选地，在s3中，所述热轧成型的热轧温度为420
‑
440℃。
17.优选地，在s4中，t1＝t2+60℃＝t3
‑
18℃＝t4+34℃＝t5+55℃，且t1＝t2
‑
11.5h＝t3+2h＝t4+2h＝t5
‑
9.5h。
18.优选地，t1＝151℃，t2＝91℃，t3＝169℃，t4＝117℃，t5＝96℃，且t1＝5h，t2＝16.5h，t3＝3h，t4＝3h，t5＝14.5h。
19.优选地，在s1中按成分配比选择原料的过程中，锌源、镁源、铜源、锆源、钛源、铁源、硅源、锡源、钴源、镧源、钕源、镝源、硼源、锰源和铝源可以依次选为纯锌、纯镁、铝铜中间合金、铝锆中间合金、铝钛中间合金、铝铁中间合金、铝硅中间合金、纯锡、铝钴中间合金、铝镧中间合金、铝钕中间合金、铝镝中间合金、铝硼中间合金、铝锰中间合金和纯铝。
20.本发明所述耐腐蚀铝合金材料，其组成成分中，加入的zn、mg、cu的重量百分比满足关系式13.4％≤zn+1.35
×
mg+0.86
×
cu≤14.1％，zn/mg＝8
‑
8.8，且1.67％≤1.4
×
cu
‑2×
mg≤1.98％，在体系中析出η’相，提高了强度的同时抑制化合物在晶粒边界上的析出，避免加工过程中缺陷的产生，使得到的材料表面质量好，强度高并抑制了粗大化合物的生成，使得到的mgzn2等成为微细的化合物，改善了材料的韧性，并减小与存在于晶界、亚晶界等处的化合物的电位差，从而提高抗scc性；加入了co、la、nd、dy、ti、b，并使co、la、nd、dy、ti、b的重量百分比满足关系式0.34％≤7
×
co+la+nd+dy+ti+12
×
b≤0.45％，从而发挥协同作用，更加的细化了晶粒，且在晶界析出，提高了晶界强度；加入的mn、si、fe、cu的重量百分比满足关系式3.32％≤mn+si+fe+cu≤3.57％，且fe/si＝0.14
‑
0.26，发挥最佳的协同作用，形成了al
‑
mn系、a1
‑
mn
‑
fe系、al
‑
fe
‑
mn
‑
si系等金属间化合物，抑制再结晶，同时能形成s
′
(cumgal2)相和mg2si等，抑制应力松弛，使所得材料具有优异的强度、成型性、应力松弛性和耐压性；加入了mg、si，并使mg、si的质量百分比满足关系式13
×
si
‑
mg≥0.75
‑
1.03％，在体系中析出了析出物，进一步提高了材料的强度；加入zr并使其含量具体为0.04
‑
0.12％，同时配合加入了sn，并使sn的含量具体为0.02
‑
0.042％，形成了微细的al
‑
zr系化合物以及mg2sn相，阻碍晶界的移动，抑制再结晶，使得到的基体更加微细且均匀，有利于提高合金的耐蚀性；在制备方法中，采用了新型的时效处理工艺，并具体优化了时效处理的工艺参数，在150
‑
170℃处理1.5
‑
4h，使一级与二级时效晶内析出的溶质原子重新固溶进入基体，同时晶界上的部分粗大析出相发生细化并更加弥散分布，再通过后续的四级和五级时效，使三级时效中部分溶于基体中的溶质原子重新发生析出，从而增加了晶内析出相的体积分数，且使其更加均匀、细小，提高了合金的强度，同时使晶界上的析出相更为弥散，间距增大，进一步阻断阳极腐蚀通道，使材料强度提高的同时抗腐蚀性能提高。
21.本发明中通过添加多种合金元素并优化合金元素的含量，形成了高效的多元铝化物弥散相，有效抑制合金的再结晶，提高合金的强度、抗断裂韧性和抗应力腐蚀性能，使得到的材料强度高、韧性好、耐腐蚀性能优异。
具体实施方式
22.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
23.实施例1
24.一种耐腐蚀铝合金材料，其组成成分按重量百分比包括：zn：9％、mg：1.1％、cu：3％、zr：0.04％、ti：0.03％、fe：0.03％、si：0.08％、sn：0.042％、co：0.012％、la+nd+dy：0.33％、b：0.001％、mn：0.25％、余量为al及不可避免的杂质。
25.本发明还提出的一种所述耐腐蚀铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
26.s1、按成分配比选择原料；
27.s2、将选择的原料进行熔炼和精炼，浇注后得到铸锭；
28.s3、对s2中得到的铸锭进行均匀化处理，去表皮后进行热轧成型得到坯料；其中，所述均匀化处理的温度为445℃，时间为30h；
29.s4、将s3中得到的坯料进行固溶处理和时效处理得到所述耐腐蚀铝合金材料；其中，所述固溶处理的温度为440℃，时间为3.5h；所述时效处理包括依次进行的一级时效处理、二级时效处理、三级时效处理、四级时效处理和五级时效处理，所述一级时效处理的温度t1为145℃，时间t1为4.5h；所述二级时效处理的温度t2为105℃，时间t2为12h；所述三级时效处理的温度t3为170℃，时间t3为1.5h；所述四级时效处理的温度t4为125℃，时间t4为3h；所述五级时效处理的温度t5为100℃，时间t5为12h。
30.实施例2
31.一种耐腐蚀铝合金材料，其组成成分按重量百分比包括：zn：9.7％、mg：1.25％、cu：3.4％、zr：0.12％、ti：0.045％、fe：0.01％、si：0.18％、sn：0.02％、co：0.01％、la：0.03％、nd：0.04％、dy：0.04％、b：0.003％、mn：0.14％、余量为al及不可避免的杂质。
32.本发明还提出的一种所述耐腐蚀铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
33.s1、按成分配比选择原料；
34.s2、将选择的原料进行熔炼和精炼，浇注后得到铸锭；其中，所述浇注的温度为715℃；
35.s3、对s2中得到的铸锭进行均匀化处理，去表皮后进行热轧成型得到坯料；其中，所述均匀化处理的温度为420℃，时间为45h；
36.s4、将s3中得到的坯料进行固溶处理和时效处理得到所述耐腐蚀铝合金材料；其中，所述固溶处理的温度为465℃，时间为1.5h；所述时效处理包括依次进行的一级时效处理、二级时效处理、三级时效处理、四级时效处理和五级时效处理，所述一级时效处理的温度t1为160℃，时间t1为6h；所述二级时效处理的温度t2为80℃，时间t2为20h；所述三级时效处理的温度t3为150℃，时间t3为3h；所述四级时效处理的温度t4为110℃，时间t4为8h；所述五级时效处理的温度t5为80℃，时间t5为20h。
37.实施例3
38.一种耐腐蚀铝合金材料，其组成成分按重量百分比包括：zn：9.4％、mg：1.15％、cu：2.9％、zr：0.04％、ti：0.03％、fe：0.025％、si：0.168％、sn：0.042％、co：0.018％、la：0.05％、nd：0.08％、dy：0.15％、b：0.001％、mn：0.23％、余量为al及不可避免的杂质。
39.本发明还提出的一种所述耐腐蚀铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
40.s1、按成分配比选择原料；
41.s2、将选择的原料进行熔炼和精炼，浇注后得到铸锭；其中，所述浇注的温度为725℃；
42.s3、对s2中得到的铸锭进行均匀化处理，去表皮后进行热轧成型得到坯料；其中，所述均匀化处理的温度为440℃，时间为34h；所述热轧成型的热轧温度为420℃；
43.s4、将s3中得到的坯料进行固溶处理和时效处理得到所述耐腐蚀铝合金材料；其中，所述固溶处理的温度为449℃，时间为3h；所述时效处理包括依次进行的一级时效处理、二级时效处理、三级时效处理、四级时效处理和五级时效处理，所述一级时效处理的温度t1为148℃，时间t1为5h；所述二级时效处理的温度t2为88℃，时间t2为16.5h；所述三级时效处理的温度t3为166℃，时间t3为3h；所述四级时效处理的温度t4为114℃，时间t4为3h；所述五级时效处理的温度t5为93℃，时间t5为14.5h。
44.实施例4
45.一种耐腐蚀铝合金材料，其组成成分按重量百分比包括：zn：9.25％、mg：1.15％、cu：3.05％、zr：0.06％、ti：0.033％、fe：0.027％、si：0.15％、sn：0.03％、co：0.015％、la：0.02％、nd：0.06％、dy：0.1％、b：0.0019％、mn：0.18％、余量为al及不可避免的杂质。
46.本发明还提出的一种所述耐腐蚀铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
47.s1、按成分配比选择原料；
48.s2、将选择的原料进行熔炼和精炼，浇注后得到铸锭；其中，所述浇注的温度为718℃；
49.s3、对s2中得到的铸锭进行均匀化处理，去表皮后进行热轧成型得到坯料；其中，所述均匀化处理的温度为426℃，时间为43h；所述热轧成型的热轧温度为440℃；
50.s4、将s3中得到的坯料进行固溶处理和时效处理得到所述耐腐蚀铝合金材料；其中，所述固溶处理的温度为460℃，时间为2h；所述时效处理包括依次进行的一级时效处理、二级时效处理、三级时效处理、四级时效处理和五级时效处理，所述一级时效处理的温度t1为152℃，时间t1为5.3h；所述二级时效处理的温度t2为92℃，时间t2为16.8h；所述三级时效处理的温度t3为170℃，时间t3为3.3h；所述四级时效处理的温度t4为118℃，时间t4为3.3h；所述五级时效处理的温度t5为97℃，时间t5为14.8h。
51.实施例5
52.一种耐腐蚀铝合金材料，其组成成分按重量百分比包括：zn：9.6％、mg：1.2％、cu：3％、zr：0.1％、ti：0.036％、fe：0.03％、si：0.16％、sn：0.038％、co：0.013％、la：0.04％、nd：0.1％、dy：0.08％、b：0.0013％、mn：0.21％、余量为al及不可避免的杂质。
53.本发明还提出的一种所述耐腐蚀铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
54.s1、按成分配比选择原料；
55.s2、将选择的原料进行熔炼和精炼，浇注后得到铸锭；其中，所述浇注的温度为722℃；
56.s3、对s2中得到的铸锭进行均匀化处理，去表皮后进行热轧成型得到坯料；其中，所述均匀化处理的温度为425℃，时间为40h；所述热轧成型的热轧温度为426℃；
57.s4、将s3中得到的坯料进行固溶处理和时效处理得到所述耐腐蚀铝合金材料；其中，所述固溶处理的温度为448℃，时间为3.2h；所述时效处理包括依次进行的一级时效处理、二级时效处理、三级时效处理、四级时效处理和五级时效处理，所述一级时效处理的温
度t1为146℃，时间t1为5.5h；所述二级时效处理的温度t2为86℃，时间t2为17h；所述三级时效处理的温度t3为164℃，时间t3为3.5h；所述四级时效处理的温度t4为112℃，时间t4为3.5h；所述五级时效处理的温度t5为91℃，时间t5为15h。
58.实施例6
59.一种耐腐蚀铝合金材料，其组成成分按重量百分比包括：zn：9.4％、mg：1.17％、cu：3％、zr：0.11％、ti：0.037％、fe：0.03％、si：0.168％、sn：0.027％、co：0.01％、la：0.03％、nd：0.12％、dy：0.11％、b：0.003％、mn：0.15％、余量为al及不可避免的杂质。
60.本发明还提出的一种所述耐腐蚀铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
61.s1、按成分配比选择原料；
62.s2、将选择的原料进行熔炼和精炼，浇注后得到铸锭；其中，所述浇注的温度为717℃；
63.s3、对s2中得到的铸锭进行均匀化处理，去表皮后进行热轧成型得到坯料；其中，所述均匀化处理的温度为442℃，时间为37h；所述热轧成型的热轧温度为432℃；
64.s4、将s3中得到的坯料进行固溶处理和时效处理得到所述耐腐蚀铝合金材料；其中，所述固溶处理的温度为460℃，时间为2h；所述时效处理包括依次进行的一级时效处理、二级时效处理、三级时效处理、四级时效处理和五级时效处理，所述一级时效处理的温度t1为151℃，时间t1为5h；所述二级时效处理的温度t2为91℃，时间t2为16.5h；所述三级时效处理的温度t3为169℃，时间t3为3h；所述四级时效处理的温度t4为117℃，时间t4为3h；所述五级时效处理的温度t5为96℃，时间t5为14.5h。
65.对本发明实施例1
‑
6材料的性能进行检测，其中，强度测试参照astm e8
‑
2011进行；kahn撕裂测试依据astm b871
‑
01进行；抗剥落腐蚀性能参照astm g34
‑
01进行；经测试可知，本发明材料的屈服强度≥579mpa，抗拉强度≥611mpa，撕裂强度和屈服强度比值≥1.69，单位面积裂纹扩展能upe≥300kj/m2，抗剥落腐蚀性能≥eb级。
66.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。