金 雪

（天津忠旺科技有限公司，天津 301700）

5086鋁合金屬于5系中高強(qiáng)度的鋁合金，并且是典型的防銹鋁合金，特別是擁有耐海洋與大氣腐蝕的特性。由于密度小、較高的比強(qiáng)度、較高的抗侵蝕性及良好的可焊性，廣泛應(yīng)用于房屋建筑、汽車制造業(yè)及海洋船舶制造等領(lǐng)域。

5系合金屬于不可熱處理強(qiáng)化鋁合金，由于沒有有效的強(qiáng)化相，不可熱處理強(qiáng)化，主要依靠固溶強(qiáng)化和冷加工硬化來提高合金的強(qiáng)度[1]。其中，Mg含量不同時(shí)，冷軋加工率對(duì)其性能的影響也不同，高M(jìn)g含量下，鋁合金板材的加工硬化率會(huì)升高，但是當(dāng)Mg含量超過3.5%后，鋁和鎂形成的化合物會(huì)有在晶界連續(xù)析出造成腐蝕性能下降的風(fēng)險(xiǎn)，因此，對(duì)于冷加工后的高鎂合金來說，當(dāng)應(yīng)用于船舶等海洋工程時(shí)，必須考慮板材的耐蝕性[2]。本實(shí)驗(yàn)以5086合金為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，從生產(chǎn)工藝入手，對(duì)其進(jìn)行不同程度的冷變形來獲得力學(xué)性能優(yōu)異的鋁合金，并采用通用腐蝕標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判其耐蝕性。

1 試驗(yàn)材料及方法

1.1 試驗(yàn)材料

本文試驗(yàn)材料取自天津忠旺科技有限公司，化學(xué)成分如表1所示。板材的生產(chǎn)工藝流程：熔煉-鑄造-鋸切-銑面-均勻化-熱軋-冷軋。采用的規(guī)格為630mm×2150mm的鑄錠，其中熱軋前爐溫490℃時(shí)鑄錠入爐，金屬溫度達(dá)到480℃后保溫3小時(shí)，然后出爐軋制。粗軋后進(jìn)入精軋，終軋溫度控制在270-280℃之間，熱軋板厚6mm。板材經(jīng)過精軋冷卻至室溫后進(jìn)行冷軋，冷軋變形量分別為6%、9%、12%。

表1 5086鋁合金的化學(xué)成分

1.2 分析方法

利用檢測(cè)中心OM分析5086板材在縱截面的析出相分布情況，腐蝕劑：40%H3PO4，腐蝕條件：35℃水浴3min；合金的剝落腐蝕和晶間腐蝕執(zhí)行ASTM G66和G67標(biāo)準(zhǔn)；拉伸試樣尺寸和拉伸試驗(yàn)規(guī)格以GB/T228.1-2010為標(biāo)準(zhǔn)，采用檢測(cè)中心的力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行力學(xué)性能的測(cè)試。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 5086冷軋板的力學(xué)性能及組織分析

表2 5086冷軋板的力學(xué)性能

5086合金經(jīng)不同冷軋變形量的力學(xué)性能的結(jié)果如表2所示，從表2可以看出，合金的抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度隨著冷變形量的增加而增加，而延伸率則隨之下降。經(jīng)過6%的冷變形，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均有提高，抗拉強(qiáng)度的值達(dá)到297MPa，屈服強(qiáng)度超過240MPa；經(jīng)過9%的冷變形，抗拉強(qiáng)度的值達(dá)到308MPa，屈服強(qiáng)度超過268MPa；經(jīng)過12%的冷變形，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度提升最多，抗拉強(qiáng)度的超過熱軋板強(qiáng)度30MPa以上，屈服強(qiáng)度超過熱軋板150MPa，其強(qiáng)度得到了大幅度的提高。

圖1 9%變形量下5086合金冷軋板金相照片

5086冷軋板的典型金相照片如圖1所示，從中可以看出，5086冷軋板的合金相基本由細(xì)小的彌散相和塊狀的含F(xiàn)e相組成，分布規(guī)律也不規(guī)則。

2.2 5086冷軋板的腐蝕性能分析

2.2.1 5086冷軋板的晶間腐蝕性能

晶間腐蝕實(shí)驗(yàn)按照ASTM-G67標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，計(jì)算每個(gè)試樣的失重，計(jì)算公式為ε=(m1-m2)/S，ASTM G67規(guī)定不大于15mg/cm2為合格，即15mg/cm2。5086鋁合金冷軋板的晶間腐蝕性能如表3所示，從表中可以看出，三種加工率下的鋁合金板材的晶間腐蝕量，即失重均為6mg/cm2，冷軋加工率對(duì)5086合金的晶間腐蝕性能沒有影響。根據(jù)ASTM G67的標(biāo)準(zhǔn)要求，三種加工率下的板材的晶間腐蝕量均滿足ASTM B928標(biāo)準(zhǔn)要求。

表3 5086冷軋板的晶間腐蝕性能

2.2.2 剝落腐蝕性能

剝落腐蝕實(shí)驗(yàn)按照ASTM-G66標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，將三種加工率下的鋁合金分別進(jìn)行剝落腐蝕試驗(yàn)，試驗(yàn)后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)判定表面的等級(jí)。

經(jīng)過判定，三種加工率下的5086鋁合金板材試驗(yàn)后表面光滑，均只發(fā)生了少量的點(diǎn)蝕，沒有明顯的起皮、分層等現(xiàn)象出現(xiàn)，腐蝕等級(jí)均為N級(jí)。選取9%加工率下的剝落腐蝕為典型照片，如圖2所示。

圖2 9%加工率下5086合金剝落腐蝕后宏觀照片

3 結(jié)論

（1）5086鋁合金冷軋板隨著加工率的增大，強(qiáng)度增加，延伸率下降。

（2）5086鋁合金板材中合金相由細(xì)小的彌散相和塊狀的含F(xiàn)e相組成，不同冷軋加工率對(duì)其相組成及分布無明顯影響。

（3）5086冷軋板在不同加工率下的耐蝕性優(yōu)異，其晶間腐蝕的失重均為6mg/cm2，剝落腐蝕結(jié)果評(píng)級(jí)均為N，加工率對(duì)其耐蝕性影響不大。