不同加工率对5086铝合金薄板组织与性能的影响

2019-06-03金雪

世界有色金属 2019年6期

金雪

（天津忠旺科技有限公司，天津 301700）

5086铝合金属于5系中高强度的铝合金，并且是典型的防锈铝合金，特别是拥有耐海洋与大气腐蚀的特性。由于密度小、较高的比强度、较高的抗侵蚀性及良好的可焊性，广泛应用于房屋建筑、汽车制造业及海洋船舶制造等领域。

5系合金属于不可热处理强化铝合金，由于没有有效的强化相，不可热处理强化，主要依靠固溶强化和冷加工硬化来提高合金的强度[1]。其中，Mg含量不同时，冷轧加工率对其性能的影响也不同，高Mg含量下，铝合金板材的加工硬化率会升高，但是当Mg含量超过3.5%后，铝和镁形成的化合物会有在晶界连续析出造成腐蚀性能下降的风险，因此，对于冷加工后的高镁合金来说，当应用于船舶等海洋工程时，必须考虑板材的耐蚀性[2]。本实验以5086合金为实验对象，从生产工艺入手，对其进行不同程度的冷变形来获得力学性能优异的铝合金，并采用通用腐蚀标准评判其耐蚀性。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料

本文试验材料取自天津忠旺科技有限公司，化学成分如表1所示。板材的生产工艺流程：熔炼-铸造-锯切-铣面-均匀化-热轧-冷轧。采用的规格为630mm×2150mm的铸锭，其中热轧前炉温490℃时铸锭入炉，金属温度达到480℃后保温3小时，然后出炉轧制。粗轧后进入精轧，终轧温度控制在270-280℃之间，热轧板厚6mm。板材经过精轧冷却至室温后进行冷轧，冷轧变形量分别为6%、9%、12%。

表1 5086铝合金的化学成分

1.2 分析方法

利用检测中心OM分析5086板材在纵截面的析出相分布情况，腐蚀剂：40%H3PO4，腐蚀条件：35℃水浴3min；合金的剥落腐蚀和晶间腐蚀执行ASTM G66和G67标准；拉伸试样尺寸和拉伸试验规格以GB/T228.1-2010为标准，采用检测中心的力学实验机进行力学性能的测试。

2 试验结果及分析

2.1 5086冷轧板的力学性能及组织分析

表2 5086冷轧板的力学性能

5086合金经不同冷轧变形量的力学性能的结果如表2所示，从表2可以看出，合金的抗拉强度及屈服强度随着冷变形量的增加而增加，而延伸率则随之下降。经过6%的冷变形，屈服强度和抗拉强度均有提高，抗拉强度的值达到297MPa，屈服强度超过240MPa；经过9%的冷变形，抗拉强度的值达到308MPa，屈服强度超过268MPa；经过12%的冷变形，屈服强度和抗拉强度提升最多，抗拉强度的超过热轧板强度30MPa以上，屈服强度超过热轧板150MPa，其强度得到了大幅度的提高。

图1 9%变形量下5086合金冷轧板金相照片

5086冷轧板的典型金相照片如图1所示，从中可以看出，5086冷轧板的合金相基本由细小的弥散相和块状的含Fe相组成，分布规律也不规则。

2.2 5086冷轧板的腐蚀性能分析

2.2.1 5086冷轧板的晶间腐蚀性能

晶间腐蚀实验按照ASTM-G67标准进行，计算每个试样的失重，计算公式为ε=(m1-m2)/S，ASTM G67规定不大于15mg/cm2为合格，即15mg/cm2。5086铝合金冷轧板的晶间腐蚀性能如表3所示，从表中可以看出，三种加工率下的铝合金板材的晶间腐蚀量，即失重均为6mg/cm2，冷轧加工率对5086合金的晶间腐蚀性能没有影响。根据ASTM G67的标准要求，三种加工率下的板材的晶间腐蚀量均满足ASTM B928标准要求。