CN1083869A - 含钇的铝锂铜镁锆基合金及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种新型合金及制作方法，铝锂铜镁锆
合金是铝锂合金之一种，在已有的铝锂铜镁锆合金中
加入稀土元素钇(Y)得到一种新的铝锂合金，将上述
合金放入真空感应炉中焙炼，经氩气保护精炼和浇
铸，经高温处理，挤压成型，板材或棒材。可广泛应用
在航天航空工程技术中，本合金的优点：和8090合
金比较具有塑性高，抗氧化性能强和高温性能好等优
点。
Description
本发明涉及一种合金的生产方法。
Al-Li合金是近几年来迅速发展起来的一种超轻型结构材料，它具有密度低、比强度、比刚度高、低温性能好等优点，在航天航空工业上有广阔的应用前景，但其塑性低，严重阻碍了它的推广应用，8090铝锂（Al-Li）-铝锂铜镁锆（Al-Li-Cu-Mg-Zr）合金是目前较为成熟的合金，但塑性问题仍没有得到解决，其主要强化相为δ1（Al3Li）和S′（Al2CuMg），δ′在基体中弥散分布，与基体共格，在变形过程中极易被位错切割，产生强烈的平面滑移，导致合金低塑性断裂。S′相与基体半共格，不易被位错切割，从而可分散平面滑移，即S′可有效地改善合金的强塑性，但一般情况下，S′在基体中析出相当缓慢，且是在位错，亚晶界等缺陷处非均匀形核长大，为促进S′析出和均匀化，目前最常采用的方法是在人工时效前对材料进行冷变形处理，引进大量位错，以促进S′析出与均匀分布，从而提高合金的塑性，但这种方法在生产工艺中会受到限制，因而未能被实际生产中所接受。由于Al-Li合金常含有Li、Mg等活动元素，因而在有氧的环境下，很容易发生氧化，形成一表面脱错层，使其综合性能下降。
经联机检索均未查到相关的技术文件。
为了解决铝锂（Al-Li）合金塑性低和抗氧化性能差的问题，本发明的目的提供一种稀土钇的铝锂铜镁锆基合金及制备方法，是在铝锂铜镁锆合金的基础上加入微量稀土元素Y（钇），得到一种新的Al-Li系合金（即Al-Li-Cu-Mg-Zr-Y合金）新合金不需采用传统的应变时效工艺，就可使合金的塑性得到改善，而且强度并未降低，从而解决了Al-Li合金塑性差，抗氧化性能强的问题。
本发明Al-Li-Cu-Mg-Zr-Y合金的所含成份及重量百分比（wt%）：
锂（Li） 2.2～2.7%
铜（Cu） 1.0～1.6%
镁（Mg） 0.6～1.3%
锆（Zr） 0.04～0.16%
钇（Y） 0.05～0.50%
铝（Al） 余量
本发明含钇的铝锂铜镁锆基合金的制备方法：将上述合金原料按比例放入真空感应炉焙炼，在氩气保护精炼和浇铸，铸锭经763K/18小时+798K/2小时二级均匀化处理，然后在723K保温2小时，挤压成φ30mm的棒材，最后再加热至723K保温1小时，热扎成4mm厚的板材，板材经798K/1小时固溶，冷水淬火后，在463K进行人工时效。
稀土钇对合金组织和性能都有明显的影响，对合金组织钇可明显细化合金的晶粒，促进β′（Al3Zr）和S′（Al2CuMg）的析出和S′相的均匀分布，并抑制δ′的长大速度，从性能上钇可以加快合金时效硬化过程，使时效硬度峰值提高，0.1Wt%可在不降低强度的情况下改善合金的塑性，0.5wt%可提高强度而塑性不降低，钇还可提高合金的抗氧化性能和高温性能。
本发明之优点：在铝锂铜镁锆（8090）合金中添加微量元素钇新合金和8090合金比较具有塑性高，抗氧化性能强和高温性能好等优点。
本发明之实施例：
例1 在10kg真空感应炉的石墨坩锅中加入3486 Al，47.5g Cu，4.75g Zr，4.68g Y，料斗中放入27.4g Mg，96.9g Li，抽真空加电流使原料溶化，充入氩气使炉内压力升为400毫米汞柱高，加入Li Mg搅拌，最后在温度约为1023K时将熔液浇入石墨锭模中。铸锭先经763k/18小时+798K/2小时二级均匀化处理，出炉后水淬，然后在723K热挤成φ30mm的棒材，棒材在723K热轧成4mm的厚板板材，在798K固溶1小时，水淬，最后在463K/人工时效。
经化学分析合金成份为：
Li Cu Mg Zr Y Al
2.53 1.19 0.63 0.06 0.10 余量
例2 在石墨坩锅中加入Al 2970g
Cu 40.7g Zr 23.5g Y 21g，在料斗中加入Li 82.9g Mg 23.5g，加工工艺同例1。
经分析化学成份为：
Li Cu Mg Zr Y Al
23 1.30 0.99 0.14 0.50 余量
Claims (2)
1、一种含钇的铝锂铜镁锆基合金，其特征在于该合金所含成份及重量百分比：
锂(Li) 2.2～2.7%
铜(Cu) 1.0～1.6%
镁(Mg) 0.6～1.3%
锆(Zr) 0.04～0.16%
钇(Y) 0.05～0.50%
铝(Al) 余量
2、一种含钇的铝锂铜镁锆基合金的制作方法，其特征在于将上述合金原料按比例放入真空感应炉焙炼，在氩气保护精炼和浇铸，铸锭经763K/18小时+798K/2小时二级均匀化处理，然后在723K保温2小时，挤压成φ30mm的棒材，最后再加热至723K保温1小时，热扎成4mm厚的板材，板材经798K/1小时固溶，冷水淬火后，在463K进行人工时效。
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