鋁(lv)及(ji)(ji)鋁(lv)合金(jin)表面上都有(you)一(yi)(yi)層(ceng)(ceng)薄(bo)(bo)薄(bo)(bo)的(de)致密的(de)AL2O3膜(mo)(mo)，簡稱氧(yang)化膜(mo)(mo)，它保(bao)護著鋁(lv)及(ji)(ji)鋁(lv)合金(jin)不再遭(zao)受進(jin)一(yi)(yi)步的(de)腐蝕，這(zhe)就(jiu)是鋁(lv)及(ji)(ji)鋁(lv)合金(jin)在一(yi)(yi)般大氣和(he)(he)自(zi)來水(shui)中有(you)相當強的(de)抗(kang)腐蝕性能的(de)原(yuan)因，在鋁(lv)材(cai)生產和(he)(he)鋁(lv)制(zhi)品(pin)使用中要(yao)好好保(bao)護這(zhe)層(ceng)(ceng)氧(yang)化膜(mo)(mo)。不過，這(zhe)層(ceng)(ceng)保(bao)護膜(mo)(mo)一(yi)(yi)旦遭(zao)到破壞(huai)，又會立即長出新(xin)的(de)膜(mo)(mo)。

    99.99%AL在(zai)(zai)(zai)5.3%NaCl溶液(ye)中(zhong)(zhong)對(dui)(dui)甘汞電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)為(wei)-0.87V 0.01V,對(dui)(dui)氫電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)約(yue)為(wei)-0.02V.凡是對(dui)(dui)氧化(hua)膜有(you)影響的(de)(de)(de)(de)(de)因(yin)(yin)素(su)都(dou)(dou)對(dui)(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)有(you)影響：在(zai)(zai)(zai)酸性(xing)(xing)(xing)溶液(ye)中(zhong)(zhong)，鋁(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)隨(sui)溫度(du)上升而增大(da)，但在(zai)(zai)(zai)堿性(xing)(xing)(xing)溶液(ye)中(zhong)(zhong)卻隨(sui)溫度(du)上升而下降(jiang)(jiang)，因(yin)(yin)此，在(zai)(zai)(zai)酸性(xing)(xing)(xing)溶液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)比在(zai)(zai)(zai)堿性(xing)(xing)(xing)溶液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)慢，這(zhe)就是我們常說的(de)(de)(de)(de)(de)，鋁(lv)(lv)及鋁(lv)(lv)合金"怕堿不怕酸".鋁(lv)(lv)在(zai)(zai)(zai)許多(duo)腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)物(wu)質(zhi)中(zhong)(zhong)都(dou)(dou)有(you)相(xiang)當(dang)高的(de)(de)(de)(de)(de)抗蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)。鋁(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)通(tong)常是電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)，所以與電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)及電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)動電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)有(you)相(xiang)當(dang)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)關系(xi)，鋁(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)在(zai)(zai)(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上決(jue)定于氧化(hua)膜的(de)(de)(de)(de)(de)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng)。因(yin)(yin)此，氧化(hua)膜特(te)性(xing)(xing)(xing)對(dui)(dui)鋁(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)抗蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)起(qi)著決(jue)定性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)；反之，凡是降(jiang)(jiang)低氧化(hua)膜有(you)效保護能(neng)力的(de)(de)(de)(de)(de)任何因(yin)(yin)素(su)，不管是機械(xie)的(de)(de)(de)(de)(de)，還是化(hua)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)，都(dou)(dou)會使鋁(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)抗蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)急(ji)劇下降(jiang)(jiang)。

    鋁(lv)及(ji)鋁(lv)合金(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)空氣、酸、自(zi)來(lai)水中的抗(kang)蝕(shi)(shi)性按(an)遞(di)降次序(xu)排(pai)列：Al、Al-Mn（3系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)、Al-Mg（5系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)、Al-Mg-Si（6系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)、Al-Si（4系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)、Al-Zn-Mg（7系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)、Al-Zn-Mg-Cu（7系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)、Al-Cu-Mg（2系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)、 Al-Cu（2系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)；在(zai)堿性溶(rong)液(ye)(ye)及(ji)海水中的遞(di)降次序(xu)：Al-Mg（5系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)、鋁(lv)（AL）、AL-Mn（3系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)、Al-Mg-Si（6系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)、Al-Zn-Mg（7系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)、Al-Si（4系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)、Al-Zn-Cu-Mg（7系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)、Al-Cu-Mg（2系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)、Al-Cu（2系(xi)(xi)）合金(jin)(jin)(jin)(jin)。不過應(ying)(ying)指出的是(shi)，上述抗(kang)蝕(shi)(shi)性排(pai)列順序(xu)只有當(dang)對(dui)剝(bo)落腐(fu)蝕(shi)(shi)、晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)或(huo)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂敏感性用(yong)熱處(chu)理(li)消除后(hou)才成(cheng)立，同時這種排(pai)列僅是(shi)一個(ge)大(da)致的次序(xu)，在(zai)特(te)殊情況下(xia)（溶(rong)液(ye)(ye)性質、溫度、濃度，材(cai)料表面狀態(tai)，熱處(chu)理(li)狀態(tai)，評價(jia)方式(shi)：外(wai)觀、質量損(sun)失或(huo)強度損(sun)失，等(deng)等(deng)）可能(neng)有某些變化。

    包(bao)鋁(lv)(lv)材料的(de)(de)抗蝕(shi)性(xing)僅比包(bao)鋁(lv)(lv)層的(de)(de)稍(shao)差一些，例如，用純(chun)鋁(lv)(lv)包(bao)覆的(de)(de)鋁(lv)(lv)-銅(tong)系合金(jin)的(de)(de)抗蝕(shi)性(xing)與鋁(lv)(lv)-錳(meng)系合金(jin)的(de)(de)相(xiang)等或甚至更好一點。

    鋁-鎂合(he)金：

    頂(ding)呱呱的海洋工程材料

    海(hai)洋工(gong)程(cheng)不(bu)但包括船舶艦艇和水面、水下各(ge)種設(she)施，而且包括岸(an)上(shang)與港口內與海(hai)洋工(gong)作有(you)(you)關的(de)(de)(de)各(ge)種建(jian)筑(zhu)與設(she)施等。由(you)以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)介紹可知，對(dui)(dui)海(hai)水抗蝕性zui高的(de)(de)(de)是(shi)5系(xi)合(he)(he)金(jin)，其次是(shi)1系(xi)與3系(xi)合(he)(he)金(jin)，所(suo)以(yi)在(zai)(zai)設(she)計海(hai)洋工(gong)程(cheng)鋁結構時(shi)首 選(xuan)的(de)(de)(de)材料是(shi)Al-Mg（5系(xi)）合(he)(he)金(jin)，在(zai)(zai)5系(xi)合(he)(he)金(jin)性能不(bu)能滿足設(she)計要求時(shi)才改(gai)用其他系(xi)合(he)(he)金(jin)。近期的(de)(de)(de)研究表(biao)明(ming)，個別的(de)(de)(de)7系(xi)合(he)(he)金(jin)，如中(zhong)國(guo)的(de)(de)(de)7A33合(he)(he)金(jin)，美國(guo)的(de)(de)(de)7033合(he)(he)金(jin)對(dui)(dui)海(hai)水有(you)(you)很(hen)強(qiang)的(de)(de)(de)抗蝕性，成為(wei)一種難(nan)得的(de)(de)(de)后起之秀的(de)(de)(de)海(hai)洋工(gong)程(cheng)合(he)(he)金(jin)。

    Al-Mg系合(he)金可(ke)分為兩大(da)類：含(han)Mg量(liang)(liang)≥4%的(de)合(he)金稱為硬合(he)金，而將(jiang)含(han)Mg量(liang)(liang)<4%的(de)稱為軟合(he)金。含(han)Mg量(liang)(liang)>5%的(de)合(he)金很(hen)少應用于冷加(jia)工狀態，因為它們對應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂很(hen)敏感(gan)，應在消(xiao)除應力(li)(li)退(tui)火（穩定化處理(li)）后(hou)應用。消(xiao)除應力(li)(li)退(tui)火對材料力(li)(li)學性能的(de)影響(xiang)很(hen)小(xiao)，但可(ke)使應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性大(da)大(da)下(xia)降。

    工業鋁-鎂合(he)金(jin)的(de)(de)(de)電(dian)極電(dian)位(wei)(wei)與(yu)(yu)高純(chun)(chun)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)相同：鋅使(shi)(shi)電(dian)位(wei)(wei)增加，銅使(shi)(shi)電(dian)位(wei)(wei)下(xia)降，其他元(yuan)素對(dui)Al-Mg合(he)金(jin)的(de)(de)(de)電(dian)位(wei)(wei)幾乎沒有影響(xiang)。工業Al-Mg合(he)金(jin)的(de)(de)(de)抗(kang)蝕(shi)性與(yu)(yu)高純(chun)(chun)鋁的(de)(de)(de)一(yi)樣；使(shi)(shi)電(dian)位(wei)(wei)下(xia)降的(de)(de)(de)元(yuan)素，即(ji)使(shi)(shi)抗(kang)蝕(shi)性下(xia)降的(de)(de)(de)元(yuan)素，都是(shi)那(nei)些(xie)含量極少的(de)(de)(de)雜質，對(dui)抗(kang)蝕(shi)性的(de)(de)(de)影響(xiang)可忽(hu)略不計，所以鋁-鎂合(he)金(jin)在下(xia)列(lie)情(qing)況(kuang)下(xia)有優異的(de)(de)(de)抗(kang)腐蝕(shi)性能(neng)：對(dui)普通(tong)大氣、水(shui)、蒸汽、海(hai)水(shui)、海(hai)洋(yang)氣候、許多化(hua)工產品。分(fen)析含5%Mg合(he)金(jin)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)產物發現，主(zhu)要是(shi)Al2O3與(yu)(yu)少量的(de)(de)(de)Mg.

    工業Al-Mg合金也有(you)晶(jing)間腐蝕(shi)與應力腐蝕(shi)開裂(lie)敏(min)感性，但(dan)是與組(zu) 織的(de)關系非(fei)常密切。因此，在(zai)127℃——225℃時效或消除應力退火(huo)數小(xiao)時后的(de)敏(min)感性與暴露于熱帶氣候條件下(xia)或在(zai)室溫(wen)長(chang)期保存時的(de)敏(min)感性相當，在(zai)127℃—&mdash;177℃穩定化處理24h或在(zai)225℃——275℃處理10min——20min就能(neng)消除對這兩種腐蝕(shi)的(de)敏(min)感性。

    Cu與Ni促進5系合金的(de)點(dian)(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，Fe與Si也(ye)有(you)同樣的(de)作(zuo)用，不(bu)過(guo)效應(ying)小得多；Zn、Sb、Ti、V的(de)影響很小或沒(mei)有(you)；Mn、Cr、Zr能減少點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)；Cr、Mn能大(da)大(da)改善Al-Mg合金抗晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)及抗應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開裂(lie)的(de)能力；Zr、Mo、Si、Cu、Be、Sb、Zn等也(ye)有(you)此種(zhong)作(zuo)用，不(bu)過(guo)它們的(de)效果大(da)致按這種(zhong)排序(xu)遞減。

    淺說海洋工程鋁合金

    在海洋工程中用的(de)變形鋁合(he)(he)金(jin)(jin)有5052（5A02）、5252、5154、5454、5754、5083、5086、5059、7A33合(he)(he)金(jin)(jin)等。5052合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)鎂(mei)含(han)量(liang)(liang)較低；5154、5454、5754合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)鎂(mei)含(han)量(liang)(liang)中等偏(pian)下；5083合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)鎂(mei)含(han)量(liang)(liang)中等偏(pian)上；5086合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)鎂(mei)含(han)量(liang)(liang)中等偏(pian)下；5059合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)鎂(mei)含(han)量(liang)(liang)zui高。

    由(you)Al-Mg系二元相圖可(ke)知，Mg在(zai)Al中的固(gu)溶(rong)度(du)僅(jin)次于Zn的而居(ju)第二位，在(zai)470℃的極限溶(rong)解度(du)為17.4%,室溫(wen)時僅(jin)約(yue)1%.在(zai)理論(lun)上Al-Mg合金應該有強烈(lie)的時效(xiao)硬化作(zuo)用，但固(gu)β相（Al3Mg2）的沿晶析出傾向和彌散度(du)的限制，這種硬化作(zuo)用無任(ren)何實(shi)用價值，所(suo)以Al-Mg合金全在(zai)退(tui)火狀(zhuang)態（O）和冷作(zuo)硬化狀(zhuang)態（H）使(shi)用，也(ye)就(jiu)是我(wo)們常說的，它們是一類熱(re)處理不可(ke)強化的變(bian)形鋁合金。

  &nbsp; 海洋工(gong)程用的(de)鋁(lv)-鎂合(he)金的(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)中，鎂含量(liang)(liang)(liang)低的(de)5052合(he)金的(de)zui大鎂含量(liang)(liang)(liang)只有(you)2.8%,含鎂量(liang)(liang)(liang)zui高的(de)5083合(he)金的(de)含量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)4.9%.合(he)金的(de)強度性能雖因Mg含量(liang)(liang)(liang)的(de)增加而升(sheng)高，但塑性和抗蝕性卻明顯下(xia)降，特(te)別(bie)是Mg>6%的(de)合(he)金，工(gong)藝塑性降得尤為(wei)(wei)強烈。

    Al-Mg合(he)金是應用zui廣的一類(lei)變(bian)形鋁合(he)金，特點(dian)是密度(du)比鋁的還小，有優 秀的抗海洋氣(qi)候和(he)海水腐蝕性能(neng)(neng)、可焊(han)性和(he)可拋光性能(neng)(neng)、塑(su)性優 秀（Mg≤5%），還有良(liang)好的抗震性能(neng)(neng)，疲勞強度(du)比硬鋁的還大。

    由(you)于(yu)Al-Mg合(he)金只(zhi)有(you)(you)微不足(zu)道的(de)時(shi)效硬化(hua)作用和(he)強烈(lie)的(de)沿(yan)(yan)晶(jing)傾向(xiang)，只(zhi)能在退(tui)火（305℃——360℃）或冷加(jia)工(gong)(gong)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態下(xia)應(ying)用。但Al-Mg合(he)金的(de)優 秀抗蝕性(xing)只(zhi)有(you)(you)在β相(xiang)(xiang)(xiang)沿(yan)(yan)晶(jing)內和(he)晶(jing)界(jie)均勻分布(bu)(bu)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，才(cai)能顯示出(chu)來，并且分布(bu)(bu)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態與Mg含量(liang)密切(qie)相(xiang)(xiang)(xiang)關。研究顯示，Mg≤3.0%的(de)5052型(xing)合(he)金的(de)穩定(ding)(ding)性(xing)極高(gao)，無論是退(tui)火或冷加(jia)工(gong)(gong)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態（O、H），在室(shi)溫或穩定(ding)(ding)化(hua)（敏化(hua)處理(li)）溫度（67℃——177℃）長時(shi)間(jian)加(jia)熱(re)，均不形(xing)(xing)成(cheng)沿(yan)(yan)晶(jing)β相(xiang)(xiang)(xiang)網膜，對應(ying)力(li)腐(fu)蝕開裂(lie)（SCC）和(he)剝落腐(fu)蝕（EFC）也不敏感(gan)。但是Mg>3.5%以后，特別是經過冷加(jia)工(gong)(gong)的(de)板材(cai)，雖Mg含量(liang)的(de)升高(gao)（>5%Mg），對SCC的(de)敏感(gan)性(xing)也強烈(lie)升高(gao)，甚至在室(shi)溫長時(shi)間(jian)（20a——30a）存放，即(ji)能沿(yan)(yan)晶(jing)界(jie)形(xing)(xing)成(cheng)連續的(de)β相(xiang)(xiang)(xiang)網膜。因為高(gao)Mg（>6%）合(he)金即(ji)使在315℃——330℃充分退(tui)火，α固(gu)溶體也不能完全(quan)分解，仍處于(yu)過飽(bao)和(he)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態，故組(zu) 織很不穩定(ding)(ding)。

    解決高(gao)(gao)Mg合金(jin)組(zu) 織性(xing)(xing)能穩定(ding)性(xing)(xing)措(cuo)施：一是退火后進行大的(de)(de)(de)(de)冷(leng)變(bian)形(xing)（20%——50%），增(zeng)加位錯(cuo)密度(du)與β相(xiang)形(xing)成核點，并(bing)在200℃以上進行退火處理，促(cu)進α固溶(rong)體充分分解和(he)(he)β相(xiang)均勻分布。只要消除了β相(xiang)的(de)(de)(de)(de)沿(yan)(yan)晶(jing)析出(chu)，抗(kang)剝(bo)落(luo)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能即能顯著提(ti)高(gao)(gao)；反之，冷(leng)變(bian)形(xing)≤30%,退火溫度(du)&lt;200℃，就(jiu)會(hui)保留沿(yan)(yan)晶(jing)網膜組(zu) 織，即有(you)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂敏感性(xing)(xing)，因為(wei)β相(xiang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)位為(wei)-1.10V比α固溶(rong)體（4%Mg合金(jin)）的(de)(de)(de)(de)-0.9V低(di)0.2V,起陽極作用(yong)，容(rong)易沿(yan)(yan)β網膜優先溶(rong)解。充分析出(chu)（沉(chen)淀）處理的(de)(de)(de)(de)Al-Mg合金(jin)的(de)(de)(de)(de)顯微組(zu) 織由均勻彌散的(de)(de)(de)(de)β相(xiang)質點和(he)(he)亞(ya)晶(jing)粒組(zu)成，并(bing)有(you)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)亞(ya)結構強(qiang)化作用(yong)；二是將(jiang)鎂含(han)量降到≤3%,并(bing)加入適量能提(ti)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)和(he)(he)再結晶(jing)溫度(du)的(de)(de)(de)(de)Mn和(he)(he)Cr,也能避免β相(xiang)沿(yan)(yan)晶(jing)析出(chu)，得到與高(gao)(gao)鎂合金(jin)相(xiang)當的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)，5454合金(jin)就(jiu)是一種這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)合金(jin)，它的(de)(de)(de)(de)抗(kang)拉強(qiang)度(du)與Al-4Mg合金(jin)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)等(deng)，而無應(ying)力腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂和(he)(he)剝(bo)落(luo)腐(fu)蝕(shi)敏感性(xing)(xing)，但此法不能使Al-Mg的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)有(you)大的(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)。

    鋁-鎂合(he)金另(ling)一(yi)不(bu)足之處(chu)是在(zai)冷(leng)(leng)加工(gong)(gong)后在(zai)室溫(wen)會(hui)發(fa)生"時效軟(ruan)化",即析出（沉淀）處(chu)理(li)后的(de)(de)Al-Mg合(he)金進(jin)行變形率(lv)10%——20%的(de)(de)冷(leng)(leng)加工(gong)(gong)以(yi)提高(gao)強度時，如不(bu)進(jin)行低溫(wen)（120℃——150℃）穩定化處(chu)理(li)，在(zai)過(guo)(guo)剩空(kong)位(wei)的(de)(de)影(ying)響下，會(hui)發(fa)生自發(fa)的(de)(de)回復過(guo)(guo)程，經過(guo)(guo)一(yi)段(duan)時間后，強度會(hui)降(jiang)低，而且(qie)這種軟(ruan)化過(guo)(guo)程會(hui)延續(xu)一(yi)二(er)十年。冷(leng)(leng)加工(gong)(gong)后穩定化處(chu)理(li)對(dui)防止高(gao)Mg含(han)量合(he)金β相的(de)(de)沿(yan)晶析出也是很有效的(de)(de)措施。

    鋁-鎂合金材料生產(chan)工藝與狀態

    5系(xi)合金屬熱處理不可強(qiang)化合金，基本(ben)狀態為(wei)F與O.

    F:加工狀態(tai)，如擠壓狀態(tai)或熱(re)軋狀態(tai)，適用于不(bu)需要進行專門的(de)熱(re)處(chu)理或加工硬(ying)化的(de)產(chan)品(pin)，不(bu)限制其力學性能。

    O:完全退火(huo)狀態，加(jia)工(gong)(gong)鋁材強(qiang)度zui低的一(yi)種狀態，適(shi)用于(yu)通過(guo)退火(huo)獲得zui低強(qiang)度的加(jia)工(gong)(gong)鋁材，以(yi)及(ji)用退火(huo)提高伸長率(lv)與增(zeng)加(jia)尺寸穩定性(xing)的鑄件。

    H:冷加(jia)工(gong)硬(ying)化(hua)狀態，適用(yong)于通過冷加(jia)工(gong)可提(ti)高其強(qiang)度的(de)鋁(lv)材，冷加(jia)工(gong)后可進(jin)(jin)行或(huo)不進(jin)(jin)行會降(jiang)低部分強(qiang)度的(de)輔助熱(re)處(chu)理。H之后總附有(you)二三位數字，以表(biao)示處(chu)理方式及加(jia)工(gong)硬(ying)化(hua)程度。

    H1n——單純冷加工(gong)硬化狀態，適(shi)用于不需要退火，只(zhi)進行冷加工(gong)就可獲得所(suo)需強度的材料(liao)，H1后的數字表示加工(gong)硬化程度。

    H2n——冷(leng)加工后(hou)進行了不(bu)完(wan)全(quan)退(tui)火的(de)(de)(de)(de)狀態(tai)。適用于冷(leng)加工量(liang)超過zui終的(de)(de)(de)(de)所(suo)需(xu)量(liang)，然(ran)后(hou)通過不(bu)完(wan)全(quan)退(tui)火使強度降到所(suo)需(xu)值的(de)(de)(de)(de)材料(liao)。對于室(shi)溫時效軟化(hua)的(de)(de)(de)(de)合金，H2狀態(tai)具(ju)有與相(xiang)(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)(de)H3狀態(tai)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)抗(kang)拉強度，而(er)其他(ta)合金的(de)(de)(de)(de)H2狀態(tai)材料(liao)具(ju)有與相(xiang)(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)(de)H1狀態(tai)相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)(de)抗(kang)拉強度Rm,但H2材料(liao)的(de)(de)(de)(de)伸長率稍高(gao)一些，H2后(hou)的(de)(de)(de)(de)數字表示材料(liao)經不(bu)完(wan)全(quan)退(tui)火后(hou)所(suo)保(bao)留的(de)(de)(de)(de)加工硬化(hua)程度。

    H3n——冷加工后(hou)(hou)再(zai)經過(guo)穩(wen)定(ding)化(hua)處理的(de)狀(zhuang)態，適用于加工硬化(hua)后(hou)(hou)經低(di)溫(wen)退火(huo)使其強度略(lve)微降低(di)，伸長(chang)率A稍有(you)升高而使力學性(xing)能穩(wen)定(ding)的(de)材料。H3僅適用于室溫(wen)時(shi)效軟化(hua)的(de)合金，即(ji)3系(xi)及5系(xi)合金，它們的(de)H1n狀(zhuang)態材料如H16、H18材料在(zai)室溫(wen)下長(chang)期放置(zhi)時(shi)，屈服強度Rpo.2會有(you)所(suo)下降，而伸長(chang)率卻有(you)所(suo)上升。為(wei)防止這種變化(hua)，可在(zai)冷加工后(hou)(hou)于130℃——170℃進行穩(wen)定(ding)化(hua)處理。

    數(shu)(shu)字(zi)(zi)8表示(shi)材料(liao)的(de)(de)(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度Rm與(yu)完全退火后受到75%冷加工量(liang)（加工溫度<50℃）獲(huo)得的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度相當的(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)(tai)。極限抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度約(yue)為0和(he)8狀(zhuang)態(tai)(tai)中(zhong)間值的(de)(de)(de)材料(liao)狀(zhuang)態(tai)(tai)以4表示(shi)；約(yue)為0與(yu)4狀(zhuang)態(tai)(tai)中(zhong)間值的(de)(de)(de)，以2表示(shi)；約(yue)為4和(he)8狀(zhuang)態(tai)(tai)中(zhong)間值的(de)(de)(de)，以6表示(shi)；數(shu)(shu)字(zi)(zi)9表示(shi)材料(liao)的(de)(de)(de)zui低抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度比狀(zhuang)態(tai)(tai)8的(de)(de)(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度還(huan)大于(yu)10N/mm2以上(shang)的(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)(tai)。第二位數(shu)(shu)字(zi)(zi)為奇數(shu)(shu)的(de)(de)(de)兩位數(shu)(shu)字(zi)(zi)H狀(zhuang)態(tai)(tai)，其標(biao)定抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度是(shi)第二位數(shu)(shu)字(zi)(zi)為偶數(shu)(shu)的(de)(de)(de)相鄰的(de)(de)(de)兩位數(shu)(shu)字(zi)(zi)H狀(zhuang)態(tai)(tai)材料(liao)的(de)(de)(de)標(biao)定值得算數(shu)(shu)平(ping)均值。

    半(ban)硬的H14和(he)H24材料雖有(you)相(xiang)同的抗(kang)拉(la)強度，但H14材料的屈(qu)服(fu)Rpo.2稍低性，而(er)伸長率又略高些，因(yin)此，有(you)更好的加(jia)工性。

    H后(hou)有三位(wei)數字的材料狀態的zui低抗拉強度與相(xiang)應的兩位(wei)數字材料的差不(bu)多：

  ;  H111——加工硬化程度比H11的稍(shao)小的狀態。

    H112——加工硬(ying)化程度或(huo)退(tui)火程度未加調(diao)整的加工狀(zhuang)態，但對材料的力學性能(neng)有要求，需以(yi)試驗確定。

  &nbsp; H116——Al-Mg系合金的一種專門的加(jia)工(gong)硬化狀態。該狀態材(cai)料有高(gao)的抗應力(li)腐蝕開(kai)裂(lie)能力(li)。

    H191——冷加工硬化程度比H19的(de)稍低而比H18的(de)又略高的(de)狀態(tai)。

    下列4種狀態使用于(yu)Mg含量>4%的加工(gong)材：

    H311——冷加(jia)工硬化程度比H31稍(shao)小的狀(zhuang)態(tai)；

    H321——熱加(jia)工(gong)及冷加(jia)工(gong)的硬化(hua)程度都比H32稍小(xiao)的狀態。

  &nbsp; H323、H343——特殊的(de)加工狀(zhuang)態(tai)。這些狀(zhuang)態(tai)的(de)鎂含量高的(de)鋁材具有相當好的(de)抗(kang)應力(li)(li)腐蝕開裂能(neng)力(li)(li)。

    海洋工程鋁-鎂合金(jin)性能(neng)比較

    海洋工程5系合金的特性比較見表1.

    表1中鋁合金的應(ying)力腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂等級(ji)是憑使用經驗(yan)和把試(shi)(shi)樣置于3.5%NACl溶液(ye)中，進行交替浸(jin)入試(shi)(shi)驗(yan)的結果確定(ding)的：

    A&mdash;—在使用或實驗室(shi)試驗過(guo)程中無(wu)損壞；

  &nbsp; B——在使用中無損(sun)壞例證，但短(duan)橫向試樣(yang)在實驗中有個(ge)別試樣(yang)損(sun)壞；

    C——短橫向試(shi)樣承受(shou)張力(li)作用(yong)時(shi)發(fa)生損壞，長橫向試(shi)樣在試(shi)驗時(shi)有(you)個(ge)別(bie)試(shi)樣損壞；

  &nbsp; D——由于承(cheng)受縱向或(huo)長橫(heng)向應力，使用時發生(sheng)的(de)損壞很有限。

&nbsp; &nbsp; 5系海洋(yang)工程合金的完全退火溫度皆為345℃，爐(lu)內各處材(cai)料全部達到345℃即(ji)可出爐(lu)，冷卻(que)速度不限。

    用量zui大(da)的5083合(he)金

  &nbsp; 在海洋工程艦船(chuan)制造中，用(yong)得zui多的(de)是(shi)5083合金，約占總(zong)用(yong)量的(de)55%,板(ban)材厚度>4.5mm——170mm,170mm的(de)厚板(ban)用(yong)于制造LNG（液化天然氣）運輸船(chuan)上(shang)巨大貯罐的(de)"赤(chi)道"部分。

    在(zai)生(sheng)產中除精準控制合(he)金(jin)的成分外，應特別注意溶體凈化處理，因為(wei)合(he)金(jin)的Mg含量高(gao)容易氧化與吸氫。鑄(zhu)錠(ding)均(jun)(jun)勻化溫(wen)(wen)度(du)455℃，保溫(wen)(wen)時間32h,也(ye)可以在(zai)（460℃——470℃）/（15h——20h），爐膛溫(wen)(wen)度(du)宜(yi)均(jun)(jun)勻，zui好能達到±5℃。

    5083合金(jin)屬硬合金(jin)，熱軋(ya)時熱軋(ya)道(dao)次多，前5道(dao)次的總加工(gong)(gong)率也(ye)就15%左右，在(zai)單(dan)機架上熱軋(ya)時，zui后5道(dao)次的平均加工(gong)(gong)率也(ye)不(bu)(bu)宜(yi)超過(guo)25%,在(zai)（1 4）式連軋(ya)機列上軋(ya)制時，第四(si)精(jing)軋(ya)機架的軋(ya)制率也(ye)不(bu)(bu)宜(yi)>40%或(huo)35%.通常(chang)熱軋(ya)帶卷在(zai)冷(leng)(leng)軋(ya)之前需要(yao)(yao)進(jin)行退火。冷(leng)(leng)軋(ya)薄帶時，還要(yao)(yao)進(jin)行中間退火。在(zai)生產5083-0合金(jin)薄帶應(ying)特別注意成(cheng)品退火工(gong)(gong)藝(yi)參數(shu)的控(kong)制，爐溫(wen)必須均勻，帶材或(huo)板材應(ying)處于(yu)完全再結晶狀(zhuang)態，否(fou)則在(zai)進(jin)行后續折彎(wan)加工(gong)(gong)時會(hui)開裂(lie)。爐內溫(wen)度偏差宜(yi)≤5℃，爐料不(bu)(bu)宜(yi)過(guo)多，板垛(duo)高度適中，各(ge)處板材溫(wen)度達到345℃即可出爐，必要(yao)(yao)時也(ye)可以保(bao)溫(wen)約20min.對有彎(wan)折工(gong)(gong)序板材，其抗拉強(qiang)度Rm和屈服強(qiang)度Rpo.2宜(yi)控(kong)制在(zai)標準規定值下限(xian)，Rmzui好不(bu)(bu)大于(yu)300N/mm2.

    有特色的柳(liu)鋁

    大(da)規格鋁板生產工(gong)藝

    2018年廣西柳州銀(yin)海(hai)鋁業股份有(you)限公司批量生(sheng)產出了大規格（厚3mm——50mmx寬1100mm——2650mm）海(hai)洋工程(cheng)鋁合金(jin)（5052、5754、5083、5086）板材，是(shi)用他們獨創的(de)(de)有(you)特色的(de)(de)（1 4）式熱連(lian)軋短流程(cheng)高效率(lv)熱軋工藝熱軋的(de)(de)。

    他(ta)們(men)創造的短(duan)流程免去(qu)了熱連(lian)軋的再(zai)結晶退(tui)(tui)(tui)火、冷軋、中(zhong)間退(tui)(tui)(tui)火、清(qing)洗、穩(wen)定化退(tui)(tui)(tui)火等(deng)5大生(sheng)產(chan)工序，縮短(duan)生(sheng)產(chan)周期3d——7d,生(sheng)產(chan)成本下降300元/t——800元/t,產(chan)品(pin)(pin)的各項力學性能、抗腐蝕(shi)性能、板(ban)形、表面(mian)品(pin)(pin)質(zhi)等(deng)均全部滿足挪(nuo)威船級(ji)(ji)社（DNV,GL）、美(mei)國船級(ji)(ji)社（ABS）、中(zhong)國船級(ji)(ji)社（CCS）及客戶要(yao)求。

    不過，筆者在此還(huan)得嘮叨幾句，生產力學性(xing)能滿足標準要求與沒(mei)有應(ying)力腐(fu)蝕(shi)開裂、剝(bo)落腐(fu)蝕(shi)敏感性(xing)的(de)(de)(de)(de)鋁-鎂(mei)合(he)金產品，特別是(shi)(shi)鎂(mei)含(han)量(liang)高(gao)的(de)(de)(de)(de)厚(hou)的(de)(de)(de)(de)或較厚(hou)的(de)(de)(de)(de)板材(cai)，必須做(zuo)到四(si)點：一是(shi)(shi)精準的(de)(de)(de)(de)化學成分、徹底(di)的(de)(de)(de)(de)凈化處(chu)理、均(jun)勻(yun)細小(xiao)的(de)(de)(de)(de)結晶組 織(zhi)；二是(shi)(shi)沉淀（析出）相(xiang)（Al3Mg2）細小(xiao)均(jun)勻(yun)彌散地分布于晶粒內；三是(shi)(shi)沒(mei)有殘余應(ying)力；四(si)是(shi)(shi)應(ying)按有關(guan)國家(jia)及(ji)行業(ye)標準進行腐(fu)蝕(shi)試驗，這是(shi)(shi)一件(jian)很麻煩又曠日持久的(de)(de)(de)(de)工作，材(cai)料在下(xia)(xia)列條件(jian)下(xia)(xia)應(ying)沒(mei)有晶間腐(fu)蝕(shi)：

&nbsp;&nbsp;  在3%NaCl 1%H2O2水溶液中交(jiao)替浸(jin)入試驗；

    在(zai)3%NaCl 0.5%H2O2水溶(rong)液中在(zai)應(ying)力(li)作(zuo)用下的腐蝕試驗；

    在3%NaCl 1%HCl水溶液中試驗24h;

    在NaCl（234g/l） KNO3（50g/L） HNO3（6.3mL/L）混(hun)合溶液中試(shi)驗48h,按ASTMG34;

    在海港（大連、青島、舟(zhou)山、廈門、三亞）水(shui)域中試驗(yan)；

    在海洋（大(da)連、青島、舟山、廈門、三亞）大(da)氣中試驗；

 &nbsp;  在工業（沈陽(yang)、上海、南寧、重(zhong)慶、包頭）大氣中(zhong)試驗。

    按ASTMG34進行剝落腐蝕試驗時(shi)，應無此種腐蝕，僅有坑蝕。

    在(zai)海港水(shui)域中(zhong)試(shi)驗(yan)時，試(shi)樣不帶任何防(fang)護，應進行(xing)全(quan)浸(jin)、半浸(jin)與濺水(shui)試(shi)驗(yan)，時間(jian)1個月/3個月/6個月/1年，然后測(ce)試(shi)力學性能損失。在(zai)大氣中(zhong)的腐蝕也應進行(xing)3a,觀測(ce)力學性能損失。

    雖然，銀海鋁業(ye)股份有(you)限公司擁有(you)1（3300mm） 4（2850mm）式熱連軋(ya)線，具備高(gao)品質鋁平軋(ya)產品開發條件(jian)與生產優勢，基礎扎實，又有(you)院(yuan)(yuan)士(shi)團隊、八桂學(xue)(xue)者團隊、中南(nan)大學(xue)(xue)、廣西大學(xue)(xue)等高(gao)等院(yuan)(yuan)校(xiao)材料科學(xue)(xue)精英的(de)技術與系統研究(jiu)支(zhi)持(chi)，用新(xin)工藝(yi)生產高(gao)端寬幅(fu)艦船鋁-鎂合金板材應當毫無問(wen)題。即使如此，系統的(de)腐蝕(shi)研究(jiu)還是必不可(ke)少的(de)。

    新型海洋工程7A33合(he)金

    7A33合(he)金(jin)是(shi)一種(zhong)中國(guo)Al-Zn-Mg-Cu系熱處理(li)可強化(hua)的(de)抗腐蝕(shi)高強度變(bian)(bian)形鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)，中國(guo)已將其列入GB/T 3190-1996《變(bian)(bian)形鋁(lv)(lv)及鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)化(hua)學成分(fen)》，它是(shi)美(mei)國(guo)1986年注冊的(de)7033合(he)金(jin)的(de)發展。

    7A33合金具有(you)高的(de)(de)耐海水(shui)及(ji)海洋大氣腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能，沒有(you)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)、應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂及(ji)剝落(luo)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感性(xing)(xing)，強(qiang)度與2A12硬鋁合金的(de)(de)相當，還有(you)良(liang)(liang)好(hao)的(de)(de)斷裂韌(ren)性(xing)(xing)、工藝塑(su)性(xing)(xing)和(he)低(di)的(de)(de)缺(que)口敏感性(xing)(xing)，可焊性(xing)(xing)良(liang)(liang)好(hao)，適于點焊、滾焊、摩擦攪拌焊，是制造(zao)水(shui)上飛(fei)機(ji)、兩棲機(ji)、艦(jian)載(zai)機(ji)、艦(jian)載(zai)和(he)沿海區域(yu)使(shi)用的(de)(de)直升機(ji)、船(chuan)舶艦(jian)艇的(de)(de)良(liang)(liang)好(hao)材料(liao)，可取代(dai)2A12合金用于這些飛(fei)機(ji)的(de)(de)蒙皮(pi)和(he)結構件，艦(jian)船(chuan)殼(ke)體(ti)等。

    7A33合(he)金的工藝性能

    完全退火：（390℃——420℃）/h,然后以(yi)≤30℃/h的(de)降溫速(su)度(du)隨爐冷至(zhi)200℃，隨即出(chu)(chu)爐空冷。中間退火：（320℃—&mdash;350℃）/（1h——2h），隨后出(chu)(chu)爐空冷。

    固(gu)(gu)溶退火(huo)：（460℃±5℃）/（20min——40min），在≤40℃的(de)水中淬火(huo)。重復固(gu)(gu)溶處理的(de)時間減半(ban)，次(ci)數≤2次(ci)。

    雙極人(ren)工時(shi)效(xiao)：第(di) 一級(ji)（70℃——90℃）/（10h——20h）；第(di)二級(ji)（150℃±5℃）/（10h——20h）。固溶處理與人(ren)間時(shi)效(xiao)之間的(de)時(shi)間間隔(ge)不限。

    物(wu)理(li)及化學性(xing)能

    7A33合金的熔化(hua)溫度范圍（606℃——643℃），100℃的熱(re)導率109W/（m·℃），（20℃——100℃）的比(bi)熱(re)容840J/（kg·℃），20℃——100℃的線脹系數22.7x10-6/℃。

    合金的密度2.78g/cm3;未包鋁的7A33-T6的電導率23.2MS/m,電阻(zu)率44.7nΩ·m;無磁性。

    與其他鋁合金一樣，7A33合金有(you)極其優異的抗氧化性(xing)能(neng)，在各種環境中都有(you)良好的抗腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)，沒有(you)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)、應力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)和剝落(luo)腐(fu)蝕(shi)(shi)傾(qing)向(xiang)。

    力學性能

    7A33合計板材的(de)典型室溫力(li)學(xue)性能(neng)見表2.

    組(zu) 織結構

   ; 7A33合金在固溶處(chu)理和(he)人工時效狀態下（T6）的(de)主要(yao)強化相為η——，成(cheng)片狀，此外還有(you)含(han)Cr的(de)彌散相E（Al12Cr2Mg3），雜質相有(you)Al3Fe和(he)Al-Fe-Si化合物(wu)，晶(jing)界(jie)有(you)析出(chu)的(de)η相。

    工藝性能

  &nbsp; 7A33合金(jin)(jin)在冷熱(re)狀態(tai)下(xia)均有良好(hao)的軋制(zhi)性(xing)能(neng)與(yu)(yu)成形工藝性(xing)能(neng)，薄板(ban)的各項塑性(xing)指標比2A12合金(jin)(jin)的還好(hao)一些，可制(zhi)成各種(zhong)水上飛機與(yu)(yu)海洋(yang)結(jie)構(gou)零部件。合金(jin)(jin)在新淬火(huo)狀態(tai)下(xia)變(bian)形抗(kang)力小(xiao)，孕育期長，對零件成形極為有利(li)。

    該合(he)金(jin)(jin)(jin)有良(liang)好的摩擦(ca)攪(jiao)拌焊性(xing)能(neng)（FSW），點焊和滾焊性(xing)能(neng)也不錯(cuo)，形成裂紋的傾(qing)向(xiang)比2A12合(he)金(jin)(jin)(jin)的小。7A33合(he)金(jin)(jin)(jin)的表面處理(li)工藝與(yu)硬鋁的相同，可切削性(xing)能(neng)與(yu)磨削性(xing)能(neng)與(yu)7系其他合(he)金(jin)(jin)(jin)的相當。

    7A33合(he)金已在中國制造的水上飛機與兩棲飛行(xing)器等中得到廣泛應用。

    第三代(dai)海洋工(gong)程鋁-鎂合金

    ——5059

    新一代的(de)海(hai)洋工(gong)程變形鋁(lv)(lv)合金(jin)5059是(shi)(shi)1999年(nian)柯魯斯鋁(lv)(lv)業公(gong)司（現在的(de)愛勵(li)鋁(lv)(lv)業公(gong)司）研發的(de)，并在美國鋁(lv)(lv)業協會公(gong)司（AA）注冊，是(shi)(shi)一種優 秀的(de)海(hai)洋工(gong)程鋁(lv)(lv)合金(jin)，已用于制造可(ke)載客(ke)7000人的(de)郵輪與各種艦船，以(yi)及300kt的(de)LNG（液化天然氣）船大貯罐(guan)與岸基貯罐(guan)。

    與傳(chuan)統的(de)5083合(he)金(jin)相比，它的(de)雜質Si、Fe、Mn含(han)(han)量(liang)略高(gao)(gao)(gao)，Mg的(de)平均含(han)(han)量(liang)比5083合(he)金(jin)的(de)高(gao)(gao)(gao)24%,Zn在5083合(he)金(jin)中為(wei)雜質，而在5059合(he)金(jin)中卻(que)是微量(liang)合(he)金(jin)化元素，5059合(he)金(jin)還含(han)(han)0.05%Zr——0.25%Zr.由(you)于(yu)成(cheng)(cheng)分上的(de)這些差異，5059合(he)金(jin)的(de)各項性(xing)能(neng)全面優(you)于(yu)5083合(he)金(jin)，不(bu)過由(you)于(yu)它的(de)鎂(mei)含(han)(han)量(liang)高(gao)(gao)(gao)，因而其(qi)壓力(li)加(jia)工與成(cheng)(cheng)形性(xing)能(neng)卻(que)略遜(xun)一(yi)籌。