本发明属于铝合金制造领域，具体涉及一种lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材的制备方法。
背景技术：
1、本发明的优点:
2、lng（液化天然气）铝合金板材是一种专门用于液化天然气（lng）储存、运输等低温环境的高性能铝合金材料。由于lng需要在-162℃的超低温环境下储存和运输，对材料的低温强度、韧性、耐腐蚀性及焊接性能等要求极高。目前5083合金板材的相关状态如h116、h321等主要用于lng船体制造方面，而传统5083的合金成分、均火工艺、热轧工艺、及退火工艺相对复杂，且按照此工艺生产出的板材，其力学性能、腐蚀性能等很难满足用户的使用需求，其内部组织及合金相与国外的同类型板材存在差异。
3、本发明的目的一要解决的是5083合金成分优化，降低杂质元素含量提高材料焊接性能；二是解决5083合金均匀化处理及铸锭加热总时间过长的技术难题，提供一种5083合金均火加热融合技术工艺，极大限度的缩减了5083铸锭的生产周期；三是解决5083合金轧制过程中芯部变形不充分的难题，采用热轧时渗透轧制的方式，将轧制变形力渗透至板材厚度方向的芯部位置；四是解决热轧后板材退火工序较长问题，通过余温自退火的方式，实现板材半成品火，缩短生产周期；五是解决板材腐蚀性能、力学性能不合格的问题，通过限温轧制的方式，改善组织的力学性能及腐蚀性能，同时还能缩短冷作板材的生产周期。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决上述背景技术中提出的问题，而提供一种lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材的制备方法。
2、一种lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材的制备方法，它按以下步骤进行：
3、一、称料及熔炼：按元素的质量百分比si：≤0.18%、fe：≤0.28%、cu：≤0.10%、mn：0.40%~1.00%、mg：4.7%~4.9%、cr：0.05%~0.25%、zn：≤0.25%、ti：≤0.15%、b：0.0005%~0.0020%、zr：≤0.0005%、杂质元素含量≤0.05%和余量为al；分别称取铝硅中间合金、铁镍中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯锌锭、铝铬中间合金、铝钛硼丝中间合金、铝锆中间合金和铝锭作为原料，将称取的原料置于干燥的熔炼炉中，在730℃~780℃下熔炼7h~9h，得到铝合金溶液；
4、二、采用半连续水冷铸造法将步骤一中的铝合金溶液铸造成铝合金方锭，经铣面锯切后放入台车式加热炉中进行均火加热一体化处理，得到可直接轧制的铝合金铸锭；
5、三、上述可直接轧制的铝合金铸锭的金属温度达到475℃~495℃时出炉进行轧制，开轧温度为470℃~490℃，当板材轧制厚度至330mm~160mm时，控制最大加工变形量为25%~35%，将板材轧至热轧毛料厚度的72%~80%，保留20%~28%的厚度余量，同时将板材的终轧温度控制在330℃~360℃，得到热轧坯料；
6、四、上述热轧坯料按照所需要求进行切长，并使用耐热毡进行板间隔垫，同时板材堆垛完成后，立即使用双层石棉布进行全部板材的包裹，使板材进行余温自退火；
7、五、对上述完成余温自退火的板材进行限温轧制，采用热轧机中间坯冷却系统，限制板材温度为250℃~275℃，将步骤三中保留20%~28%的厚度余量轧制完成，再根据所需要求进行长度剪切，得到预制板材，经矫平拉伸和锯切取样后，获得成品板材，即为lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材，完成所述制备。
8、进一步的，步骤二中所述均火加热一体化处理的制度：加热炉在经过tus测试后，确认炉膛温度的高点区和低点区；将铝合金铸锭置于炉内，并分别在高点区和低点区的铝合金铸锭下方各压放两只测温电偶，同时设定加热温度为530℃；若4只电偶中温度最低的一只电偶检测铝合金铸锭的金属低点温度为430℃时，则更改设定加热温度为500℃并保温8~9h；若金属高点温度到达450℃，而金属低点未到达430℃时，则也要更改设定加热温度为500℃并保温8~9h。
9、进一步的，所述均火加热一体化处理中，根据升温曲线，金属温度在达到改温条件时，所耗时为5~6h。
10、进一步的，步骤二中所述铝合金方锭的厚度为420mm~520mm，宽度为1320mm~1620mm。
11、进一步的，步骤四中所述包裹的时间为2~4h。
12、进一步的，步骤四中所述双层石棉布的厚度为2.5mm~3.0mm。
13、本发明的优点：
14、1、本发明涉及的5083合金成分，相较于gbt3190-2020变形铝及铝合金化学成分中5083合金的要求，对fe、si元素进行了加严控制，对mg元素进行了升高，并引入了b元素的成分控制，目的是降低杂质元素含量，改善合金的焊接性能，同时提高合金的力学性能指标。
15、 2、本发明涉及的5083的均火、加热工艺，在铸锭进行均火及铸锭加热时，通过采用“均火加热一体化处理工艺”，将两道工序整合为一道工序，本发明中的均热融合工艺耗时约13h，相较于原有工艺制度，缩短约40h，大幅度节约了产能，降低生产成本；
16、3、本发明涉及的5083轧制工艺，采用渗透轧制、限温轧制技术，可大幅度改善材料本身的力学性能，通过渗透轧制，将变形程度渗透至厚度中心，并通过限温轧制的方式破碎晶粒，增加位错量，提升材料性能，改善材料的腐蚀性能。
17、4、本发明涉及的5083退火工艺，利用渗透轧制过程中产生的变形热及铸锭原始温度，控制终轧温度，根据5083的再结晶温度曲线，将终轧温度控制在330℃~360℃之间，并在全表面覆盖双层石棉布进行保温，利用余温自退火，可取消板材在退火炉中所需的时间约10h~12h，大幅度缩短生产时间。
18、5、本发明工艺制备5083合金得到的力学性能，均可满足astmb209m中的标准要求，且晶间腐蚀性能可满足astmb928/b928m标准中的pa级要求。
19、本发明适用于lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材的制备。
1.一种lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材的制备方法，其特征在于它按以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的一种lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤一中按元素的质量百分比si：≤0.18%、fe：≤0.28%、cu：≤0.10%、mn：0.8%、mg：4.8%、cr：0.15%、zn：≤0.25%、ti：≤0.15%、b：0.0010%、zr：≤0.0005%、杂质元素含量≤0.05%和余量为al；分别称取铝硅中间合金、铁镍中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯锌锭、铝铬中间合金、铝钛硼丝中间合金、铝锆中间合金和铝锭作为原料。
3.根据权利要求1所述的一种lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤一中称取的原料置于干燥的熔炼炉中，在750℃下熔炼8h，得到铝合金溶液。
4.根据权利要求1所述的一种lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤二中所述均火加热一体化处理的制度：加热炉在经过tus测试后，确认炉膛温度的高点区和低点区；将铝合金铸锭置于炉内，并分别在高点区和低点区的铝合金铸锭下方各压放两只测温电偶，同时设定加热温度为530℃；若4只电偶中温度最低的一只电偶检测铝合金铸锭的金属低点温度为430℃时，则更改设定加热温度为500℃并保温8~9h；若金属高点温度到达450℃，而金属低点未到达430℃时，则也要更改设定加热温度为500℃并保温8~9h。
5.根据权利要求4所述的一种lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材的制备方法，其特征在于所述均火加热一体化处理中，根据升温曲线，金属温度在达到改温条件时，所耗时为5~6h。
6.根据权利要求1所述的一种lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤二中所述铝合金方锭的厚度为420mm~520mm，宽度为1320mm~1620mm。
7.根据权利要求1所述的一种lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤三中可直接轧制的铝合金铸锭的金属温度达到485℃~490℃时出炉进行轧制，开轧温度为470℃~485℃，当板材轧制厚度至280mm~140mm时，控制最大加工变形量为30%，将板材轧至热轧毛料厚度的75%，保留25%的厚度余量，同时将板材的终轧温度控制在340℃~350℃，得到热轧坯料。
8.根据权利要求1所述的一种lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤四中所述包裹的时间为2~4h。
9.根据权利要求1所述的一种lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤四中所述双层石棉布的厚度为2.5mm~3.0mm。
10.根据权利要求1所述的一种lng船用高强度、高耐蚀性铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤五中限制板材温度为260℃~270℃，将步骤三中保留25%的厚度余量轧制完成。