CN100500906C - 一种含稀土镨的高强变形耐热铝合金及其制备工艺 - Google Patents
一种含稀土镨的高强变形耐热铝合金及其制备工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100500906C CN100500906C CNB2007101925442A CN200710192544A CN100500906C CN 100500906 C CN100500906 C CN 100500906C CN B2007101925442 A CNB2007101925442 A CN B2007101925442A CN 200710192544 A CN200710192544 A CN 200710192544A CN 100500906 C CN100500906 C CN 100500906C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- praseodymium
- aluminum alloy
- percent
- weight percent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
本发明涉及一种含稀土镨的高强变形耐热铝合金及其制备工艺。用于高性能的中温结构材料领域。本发明具体组份及其重量百分比为：Cu：4～6.5%，Mg：0.5～1.5%，Ag：0.4～1.5%，Mn：0.1～0.5%，Zr：0.05～0.25%，Pr：0.05～0.40%，余量为Al。本发明是在现有的铝铜镁银锰锆系合金中添加微量稀土镨，不改变已形成的合金成分，而是利用微量镨的作用使铝铜镁银锰锆系合金的原始铸态组织得到细化。得到细化的铸态组织通过进一步的形变热处理，在人工时效过程中进行时效处理，以获得较好的组织，使其性能处于最佳状态。
Description
技术领域
本发明属于高性能的中温结构金属材料技术领域，涉及一种铝铜镁银锰锆系高强变形耐热铝合金，涉及一种稀土镨微合金化的铝铜镁银锰锆系高强变形耐热铝合金。
背景技术
Al-Cu-Mg系变形耐热铝合金是典型的时效硬化型铝合金，其主要合金元素有Al、Cu、Mg、Mn、Zr、Ti、V等，由于其在100～200℃的中温范围内具有较好的耐热性能和高比强度，而被用作航空航天结构及汽车发动机叶片材料。目前工业广泛应用的变形耐热铝合金是2618铝合金，其典型的成份为：3wt％Cu～1.6wt％Mg～1.1wt％Fe～1.0wt％Ni～0.18wt％Si～0.05wt％Ti，余为Al，其室温抗拉强度σb为441MPa，在200℃时σb为321MPa，300℃时σb为60MPa。
经文献检索发现，Polmear在Al-Cu-Mg合金中添加微量的Ag而形成的Al-Cu-Mg-Ag系合金，然后通过热挤压成棒材(美国专利No—4772342；Materials Science Forum，1996，Vols.217-222，P1759)，其典型成分为6.5wt％Cu～0.48wt％Mg～0.46wt％Ag～0.3wt％Mn～0.17wt％Zr～0.07wt％Ti，余为Al，其室温抗拉强度σb为520MPa，在180℃时σb为375MPa。通过对专利及刊物报道的结果分析，发现Al-Cu-Mg-Ag系合金的高温耐热性能均超过了2618铝合金，但其室温抗拉强度提高不是很明显，而且高温强度，尤其使250℃以上的高温强度远远不能满足实际应用要求。为此有必要进一步提高其力学性能，使合金具有较好的室温和抗拉强度。目前尚没有利用镨微合金化技术促进铝铜镁银系合金组织转变和提高其耐热性能的文献报道。
发明内容
本发明的目的针对现有技术不足和缺陷，提供一种稀土镨微合金化的铝铜镁银锰锆系高强变形耐热铝合金，使其通过稀土镨微合金化，来细化合金晶粒度，细化时效析出相的尺寸，提高析出相的热稳定性，来提高合金的总体强度和高温耐热性能，使合金的性能超过传统的2618铝合金与Polmear合金。
本发明的另一目的提供上述合金的制备工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明铝铜镁银锰锆系合金组分及重量百分比为：Cu：4～6.5％，Mg：0.5～1.5％，Ag：0.4～1.5％，Mn：0.1～0.5％，Zr：0.05～0.25％，Pr：0.05～0.40％，余量为Al。。
按上述配比进行合金配料，在中频感应电阻炉中进行熔炼，并用C2Cl6进行精练，熔体静置、扒渣后，通过铁模浇铸成圆坯，铸锭在450～510℃均匀化处理，然后进行机加工，切去铸锭头尾及表层，加工后的铸锭在350～440℃热挤压成棒材，然后再经过520～540℃固溶淬火后，进行150～210℃人工时效处理。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明具有实质性特点和显著效果，本发明是在现有的铝铜镁银锰锆系合金中添加微量稀土镨，不改变已形成的合金成分，而是利用微量镨的作用使铝铜镁银锰锆系合金的原始铸态组织得到细化。得到细化的铸态组织通过进一步的形变热处理，在人工时效过程中进行时效处理，以获得较好的组织，使其性能处于最佳状态，合金的性能明显超过传统的2618铝合金与Polmear合金。
本发明的最佳实施例如下：
添加0.05％的Pr形成的铝铜镁银锰系合金，其组分及重量百分比为：6.5％Cu，0.8％Mg，0.60％Ag，0.10％Mn，0.05％Zr，0.05％Pr，其余为Al。合金采中频感应电阻炉熔炼，并用C2Cl6进行精练，通过铁模浇铸成圆坯，450℃均匀化处理后，在350℃采用热挤压成棒材，然后在520℃固溶淬火后，在150℃进行人工时效处理。合金的抗拉强度σb：室温≥520MPa，200℃≥390MPa，300℃≥190MPa。
添加0.10％的Pr形成的铝铜镁银锰系合金，其组分及重量百分比为：6.0％Cu，0.90％Mg，1.0％Ag，0.30％Mn，0.15％Zr，0.10％Pr，其余为Al。合金采中频感应电阻炉熔炼，并用C2Cl6进行精练，通过铁模浇铸成圆坯，510℃均匀化处理后，在380℃采用热挤压成棒材，然后在525℃固溶淬火后，在210℃进行人工时效处理。合金的抗拉强度σb：室温≥540MPa，200℃≥410MPa，300℃≥220MPa。
添加0.20％的Pr形成的铝铜镁银锰系合金，其组分及重量百分比为：5.4％Cu，1.0％Mg，0.95％Ag，0.45％Mn，0.25％Zr，0.20％Pr，其余为Al。合金采中频感应电阻炉熔炼，并用C2Cl6进行精练，通过铁模浇铸成圆坯，500℃均匀化处理后，在430℃采用热挤压成棒材，然后在535℃固溶淬火后，在185℃进行人工时效处理。合金的抗拉强度σb：室温≥580MPa，200℃≥470MPa，300℃≥270MPa。
添加0.40％的Pr形成的铝铜镁银锰系合金，其组分及重量百分比为：5.3％Cu，1.0％Mg，0.8％Ag，0.50％Mn，0.20％Zr，0.40％Pr，其余为Al。合金采中频感应电阻炉熔炼，并用C2Cl6进行精练，通过铁模浇铸成圆坯，520℃均匀化处理后，在410℃采用热挤压成棒材，然后在530℃固溶淬火后，在185℃进行人工时效处理。合金的抗拉强度σb：室温≥550MPa，200℃≥420MPa，300℃≥240MPa。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
结合本发明的方法提供以下实例：
本发明的最佳实施例是在铝铜镁银锰锆合金(Cu：4～6.5％，Mg：0.5～1.5％，Ag：0.4～1.5％，Mn：0.1～0.5％，Zr：0.05～0.25％，Pr：0.05～0.40％，余量为Al)配料中添加不同含量的镨，设计了五种合金，其成分不同于2618铝合金、2219铝合金及Polmear合金(如表1和2所示)。合金采用SG-12-13型中频感应电阻炉熔炼，并用C2Cl6进行精练，通过铁模浇铸成圆坯，铸锭经过均匀化处理，采用热挤压，挤压成棒材，经过固溶淬火后，进行时效处理。室温和高温抗拉强度明显高于2618铝合金与Polmear合金(表3和4所示)。具体实施例说明如下：
实施例1：
在铝铜镁银锰合金中添加0.05％Pr，合金配料(原料为：A00纯铝、Al-50Cu中间合金、2号工业纯镁、99.9％的白银、Al-10Mn中间合金、Al-4.2Zr中间合金，Al-2Pr中间合金)在SG-12-13型中频感应电阻炉中熔炼，并用C2Cl6进行精练处理，经过静置、扒渣，通过铁模浇铸成圆坯，450℃均匀化处理后，在350℃采用热挤压成棒材，然后在525℃固溶淬火后，在185℃进行人工时效处理。合金的组份及其重量百分比为4.0％Cu，1.5％Mg，1.5％Ag，0.50％Mn，0.15％Zr，0.05％Pr，其余为Al。
实施例2：
在铝铜镁银锰合金中添加0.05％Pr，合金配料(原料为：A00纯铝、Al-50Cu中间合金、2号工业纯镁、99.9％的白银、Al-10Mn中间合金、Al-4.2Zr中间合金，Al-2Pr中间合金)在SG-12-13型中频感应电阻炉中熔炼，并用C2Cl6进行精练处理，经过静置、扒渣，通过铁模浇铸成圆坯，480℃均匀化处理后，在430℃采用热挤压成棒材，然后在520℃固溶淬火后，在150℃进行人工时效处理。合金的组份及其重量百分比为6.5％Cu，0.80％Mg，0.60％Ag，0.10％Mn，0.05％Zr，0.05％Pr，其余为Al。
实施例3：
在铝铜镁银锰合金中添加0.10％Pr，合金配料(原料为：A00纯铝、Al-50Cu中间合金、2号工业纯镁、99.9％的白银、Al-10Mn中间合金、Al-4.2Zr中间合金，Al-2Pr中间合金)在SG-12-13型中频感应电阻炉中熔炼，并用C2Cl6进行精练处理，经过静置、扒渣，通过铁模浇铸成圆坯，510℃均匀化处理后，在380℃采用热挤压成棒材，然后在525℃固溶淬火后，在210℃进行人工时效处理。合金的组份及其重量百分比为6.0％Cu，0.90％Mg，1.0％Ag，0.30％Mn，0.15％Zr，0.10％Pr，其余为Al。
实施例4：
在铝铜镁银锰合金中添加0.20％Pr，合金配料(原料为：A00纯铝、Al-50Cu中间合金、2号工业纯镁、99.9％的白银、Al-10Mn中间合金、Al-4.2Zr中间合金，Al-2Pr中间合金)在SG-12-13型中频感应电阻炉中熔炼，并用C2Cl6进行精练处理，经过静置、扒渣，通过铁模浇铸成圆坯，500℃均匀化处理后，在430℃采用热挤压成棒材，然后在535℃固溶淬火后，在185℃进行人工时效处理。合金的组份及其重量百分比为5.4％Cu，1.0％Mg，0.95％Ag，0.45％Mn，0.25％Zr，0.20％Pr，其余为Al。
实施例5：
在铝铜镁银锰合金中添加0.20％Pr，合金配料(原料为：A00纯铝、Al-50Cu中间合金、2号工业纯镁、99.9％的白银、Al-10Mn中间合金、Al-4.2Zr中间合金，Al-2Pr中间合金)在SG-12-13型中频感应电阻炉中熔炼，并用C2Cl6进行精练处理，经过静置、扒渣，通过铁模浇铸成圆坯，490℃均匀化处理后，在410℃采用热挤压成棒材，然后在525℃固溶淬火后，在185℃进行人工时效处理。合金的组份及其重量百分比为5.0％Cu，1.2％Mg，0.8％Ag，0.25％Mn，0.10％Zr，0.20％Pr，其余为Al。
实施例6：
在铝铜镁银锰合金中添加0.40％Pr，合金配料(原料为：A00纯铝、Al-50Cu中间合金、2号工业纯镁、99.9％的白银、Al-10Mn中间合金、Al-4.2Zr中间合金，Al-2Pr中间合金)在SG-12-13型中频感应电阻炉中熔炼，并用C2Cl6进行精练处理，经过静置、扒渣，通过铁模浇铸成圆坯，520℃均匀化处理后，在410℃采用热挤压成棒材，然后在530℃固溶淬火后，在185℃进行人工时效处理。合金的组份及其重量百分比为5.3％Cu，1.0％Mg，1.0％Ag，0.50％Mn，0.20％Zr，0.40％Pr，其余为Al。
表1 本发明合金的主要化学成分(重量百分比)
| 合金 | Cu | Mg | Ag | Mn | Zr | Yb | Al |
| 实施例1 | 4.0 | 1.50 | 1.5 | 0.50 | 0.15 | 0.05 | 余量 |
| 实施例2 | 6.5 | 0.80 | 0.60 | 0.10 | 0.05 | 0.05 | 余量 |
| 实施例3 | 6.0 | 0.90 | 1.0 | 0.30 | 0.15 | 0.10 | 余量 |
| 实施例4 | 5.4 | 1.0 | 0.95 | 0.45 | 0.25 | 0.20 | 余量 |
| 实施例5 | 5.0 | 1.2 | 0.80 | 0.25 | 0.10 | 0.20 | 余量 |
| 实施例6 | 5.3 | 1.0 | 1.0 | 0.50 | 0.20 | 0.40 | 余量 |
表2 对比合金的主要化学成分(重量百分比)
| 合金 | Cu | Mg | Ag | Mn | Zr | Ti | Fe | Ni | V | Si | Al |
| 2618铝合金棒材 | 2.3 | 1.6 | - | - | - | 0.05 | 1.1 | 1.0 | - | 0.18 | 余量 |
| Polmear合金棒材 | 6.5 | 0.48 | 0.46 | 0.3 | 0.17 | 0.07 | - | - | - | 0.07 | 余量 |
表3 本发明合金棒材的拉伸性能
表4 对比合金的拉伸性能
Claims (6)
1、一种含稀土镨的高强变形耐热铝合金，含有Cu、Mg、Ag、Mn、Zr，其特征在于，还含有微量稀土镨，各组份的重量百分比为：Cu：4～6.5％，Mg：0.8～1.5％，Ag：0.6～1.5％，Mn：0.1～0.5％，Zr：0.05～0.25％，Pr：0.05～0.40％，余量为Al。
2、根据权利要求1所述的含稀土镨的高强变形耐热铝合金，其特征是，各组份的重量百分比为：6.5％Cu，0.8％Mg，0.60％Ag，0.10％Mn，0.05％Zr，0.05％Pr，其余为Al。
3、根据权利要求1所述的含稀土镨的高强变形耐热铝合金，其特征是，各组份的重量百分比为：6.0％Cu，0.90％Mg，1.0％Ag，0.30％Mn，0.15％Zr，0.10％Pr，其余为Al。
4、根据权利要求1所述的含稀土镨的高强变形耐热铝合金，其特征是各组份的重量百分比为：5.4％Cu，1.0％Mg，0.95％Ag，0.45％Mn，0.25％Zr，0.20％Pr，其余为Al。
5、根据权利要求1所述的一种含稀土镨的高强变形耐热铝合金的工艺，其特征是，各组份的重量百分比为：5.3％Cu，1.0％Mg，0.8％Ag，0.50％Mn，0.20％Zr，0.40％Pr，其余为Al。
6、制备权利要求1所述的一种含稀土镨的高强变形耐热铝合金的工艺，其特征在于，按Cu：4～6.5％，Mg：0.8～1.5％，Ag：0.6～1.5％，Mn：0.1～0.5％，Zr：0.05～0.25％，Pr：0.05～0.40％，余量为Al的合金配料，再通过中频感应电阻炉熔炼浇铸成圆锭，铸锭然后经过450～510℃均匀化处理，采用350～430℃热挤压的方式挤压成棒材，棒材再经过520～535℃固溶淬火后，在150～210℃人工时效下进行时效处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007101925442A CN100500906C (zh) | 2007-12-07 | 2007-12-07 | 一种含稀土镨的高强变形耐热铝合金及其制备工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007101925442A CN100500906C (zh) | 2007-12-07 | 2007-12-07 | 一种含稀土镨的高强变形耐热铝合金及其制备工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101177750A CN101177750A (zh) | 2008-05-14 |
| CN100500906C true CN100500906C (zh) | 2009-06-17 |
Family
ID=39404163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2007101925442A Expired - Fee Related CN100500906C (zh) | 2007-12-07 | 2007-12-07 | 一种含稀土镨的高强变形耐热铝合金及其制备工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100500906C (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104018044A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-03 | 芜湖市泰美机械设备有限公司 | 一种航空用铸造耐热铝合金及其热处理方法 |
| CN105671380A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-06-15 | 合肥市科亿铝业有限公司 | 一种稀土改性铝合金材料的制备方法 |
| CN109554593B (zh) * | 2018-12-26 | 2020-08-25 | 东莞市铝美铝型材有限公司 | 一种用于手机结构件的铝合金材料及其制备方法 |
| CN112853130A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-28 | 昆山市超群金属制品有限公司 | 一种改进2024铝合金材料的制备方法与其于台秤中的应用 |
| CN113621854B (zh) * | 2021-08-23 | 2023-06-02 | 中南大学 | 一种低密度高模量的高强铝合金及其制备方法 |
| CN114875285B (zh) * | 2022-04-11 | 2023-10-03 | 临沂矿业集团菏泽煤电有限公司彭庄煤矿 | 矿用设备关键合金部件抗腐蚀处理的热处理方法 |
-
2007
- 2007-12-07 CN CNB2007101925442A patent/CN100500906C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101177750A (zh) | 2008-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100572578C (zh) | 一种含钪铸造耐热铝合金及其制备方法 | |
| CN101363092B (zh) | 一种高强度铸造铝合金材料 | |
| CN101363094B (zh) | 一种高强度铸造铝合金材料 | |
| CN103725932B (zh) | 一种高强度硅镁锰铝合金棒材及其制备方法 | |
| CN100500906C (zh) | 一种含稀土镨的高强变形耐热铝合金及其制备工艺 | |
| CN100469928C (zh) | 一种高强耐热铝合金及其管材的制备方法 | |
| CN102021443A (zh) | Al-Er-Zr合金及其时效强化工艺 | |
| CN104032195B (zh) | 一种可高效挤压低成本高性能导热镁合金及其制备方法 | |
| CN110396627A (zh) | 一种用于3d打印的稀土铝合金丝材及其制备方法 | |
| CN100451150C (zh) | 镱微合金化的铝铜镁银锰系高强变形耐热铝合金及其制备方法 | |
| JP6403290B2 (ja) | アルミニウム不含のマグネシウム合金 | |
| CN104046868A (zh) | 一种无稀土低成本高强度导热镁合金及其制备方法 | |
| CN108823519B (zh) | 一种高Mg含量中强高延变形铝锂合金及其热处理方法 | |
| WO2018072052A1 (zh) | 一种可冷镦的变形锌合金及其应用 | |
| CN106811630A (zh) | 一种铝合金及其制备方法和应用 | |
| CN103898353A (zh) | 一种高强度高导电性能铜合金及其制备方法 | |
| CN103255319A (zh) | 一种Al-Yb-Zr耐热铝合金及其热处理工艺 | |
| CN101363093A (zh) | 一种高强度铸造铝合金材料 | |
| CN1219095C (zh) | 钛合金化的铝铜镁银系高强耐热铝合金 | |
| CN101649405A (zh) | 一种Al-Mg-Mn-Zr-Sr合金及制备方法 | |
| CN104328313A (zh) | 一种高强度的变形锌基合金材料 | |
| CN103243245A (zh) | 一种高强度和塑性压铸铝合金材料及其应用 | |
| CN107385278A (zh) | 易于冷加工成型的变形锌合金材料及其制备方法和应用 | |
| CN1219094C (zh) | 含稀土铈的高强度铸造耐热铝合金 | |
| CN115491558A (zh) | 一种压铸镁合金及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090617 Termination date: 20101207 |