CN109136697A - 一种高强度铝铜系铝合金 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铝合金设计领域，具体涉及一种高强度铝铜系铝合金。目前，常见的高强度铸造铝合金主要为Al‑Cu系，虽然具有较高的强度，但也很难达到抗拉强度480MPa以上及延伸率大于10％以上的性能。本发明提供一种铸造性能及力学性能好的铝铜系铸造铝合金。按重量百分比，Cu为4.3％‑5.2％；Mn为0.6％‑1.0％；Ti为0.15％‑0.34％；Mg为0.35％‑0.40％；RE为0.05％‑0.15％；Zr为0.05％‑0.2％；Fe<0.2％；Si<0.1％；Zn<0.2％；其余杂质<0.5％，铝余量。通过本发明的技术方案，铝合金综合性能更加优异，同时材料成本更低。

Description

一种高强度铝铜系铝合金
技术领域
本发明属于铝合金设计领域，具体涉及一种高强度铝铜系铝合金。
背景技术
铸造铝合金作为传统的金属材料，具有比重低、比强度高、易加工、成本低，生产零件灵活、简单，易于批量生产等特点，广泛应用于航空、航天、汽车、机械等行业。随着现代工业的发展，对铸造铝合金，特别是对具有较高抗拉强度和延伸率综合力学性能以及低成本的铸造铝合金的需求越来越大。
目前，常见的高强度铸造铝合金主要为Al-Cu系，比较典型的有我国的ZL205A合金、法国牌号A-U5GT合金和美国铝协会牌号的A201.0和206.0合金，这些铸造铝合金虽然具有较高的强度，但也很难达到抗拉强度480MPa以上及延伸率大于10％以上的性能，而且这些铸造铝合金铸造性能差，铸造时容易产生热裂，而且其杂质元素含量控制要求较高，这些缺陷制约了此类铸造铝合金的广泛使用。
国内铝铜系铸造铝合金主要延续苏联标准，强化元素主要为Mn元素，将Mg元素作为杂质元素，而在法标中铝铜系铸造铝合金主要以Mg元素作为强化元素，Mn元素为杂质元素。国内现也有自研Mn和Mg同时作为强化元素的铝铜铸造铝合金材料，但大多添加合金元素含量较高，使材料成本增加，且机械性能也很难同时保证抗拉强度480MPa以上及延伸率大于10％以上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种铸造性能及力学性能好的铝铜系铸造铝合金。本发明的铝合金综合性能更加优异，同时材料成本更低。
本发明的高强度铝铜系铝合金，按重量百分比，Cu为4.3％-5.2％；Mn为0.6％-1.0％；Ti为0.15％-0.34％；Mg为0.35％-0.40％；RE为0.05％-0.15％；Zr为0.05％-0.2％；Fe&lt;0.2％；Si&lt;0.1％；Zn&lt;0.2％；其余杂质&lt;0.5％，铝余量。
所述铝合金抗拉强度大于480Mpa；屈服强度大于350Mpa；延伸率大于10％；布氏硬度大于120。
其中具体选取Cu为5.1％；Mn为0.8％；Ti为0.3％；Mg为0.35％；RE为0.1％；Zr为0.13％；Fe为0.12％；Si为0.08％；Zn为0.07％。铝合金抗拉强度511Mpa，屈服强度374Mpa，延伸率为14.0％，布氏硬度大于132。
其中具体选取Cu为4.8％；Mn为0.8％；Ti为0.25％；Mg为0.3％；RE为0.11％；Zr为0.18％；Fe为0.18％；Si为0.09％；Zn为0.15％。铝合金抗拉强度502Mpa，屈服强度359Mpa，延伸率为14.5％，布氏硬度大于126。
本发明的有益效果：
(1)通过采用Mn和Mg同时作为强化元素提高材料综合性能，克服了铝铜系铸造铝合金材料在保证高强度时延伸率偏低的问题，使材料抗拉强度大于480MPa的同时，保证延伸率大于10％。
(2)本发明提出的一种高强度铸造铝铜系铝合金材料，在锰、钛、镁、锆、稀土等强化合金元素含量较低的情况下，做到了材料综合进行性能优异，同时具有成本较低的优点。
具体实施方式
以下通过具体的实例来详细说明本发明的具体技术方案。
实施例1
本发明第一实施例提出的一种高强度铸造铝合金，其组成按重量百分比含量为：Cu 5.1％；Mn 0.8％；Ti0.3％；Mg0.35％；RE0.1％；Zr0.13％；Fe 0.12％；Si 0.08％；Zn0.07％；其余杂质含量0.35％；铝余量。
实施例2
本发明第二实施例提出的一种高强度铸造铝合金材料，其组成按重量百分比含量为：Cu4.8％；Mn0.8％；Ti0.25％；Mg0.3％；RE0.11％；Zr0.18％；Fe0.18％；Si0.09％；Zn0.15％；其余杂质含量0.46％；铝余量。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种高强度铝铜系铝合金，其特征在于：按重量百分比，Cu为4.3％-5.2％；Mn为0.6％-1.0％；Ti为0.15％-0.34％；Mg为0.35％-0.40％；RE为0.05％-0.15％；Zr为0.05％-0.2％；Fe&lt;0.2％；Si&lt;0.1％；Zn&lt;0.2％；其余杂质&lt;0.5％，铝余量。
2.根据权利要求1所述的高强度铝铜系铝合金，其特征在于：所述铝合金抗拉强度大于480Mpa；屈服强度大于350Mpa；延伸率大于10％；布氏硬度大于120。
3.根据权利要求1所述的高强度铝铜系铝合金，其特征在于：其中具体选取Cu为5.1％；Mn为0.8％；Ti为0.3％；Mg为0.35％；RE为0.1％；Zr为0.13％；Fe为0.12％；Si为0.08％；Zn为0.07％。
4.根据权利要求3所述的高强度铝铜系铝合金，其特征在于：所述铝合金抗拉强度511Mpa，屈服强度374Mpa，延伸率为14.0％，布氏硬度大于132。
5.根据权利要求1所述的高强度铝铜系铝合金，其特征在于，其中具体选取Cu为4.8％；Mn为0.8％；Ti为0.25％；Mg为0.3％；RE为0.11％；Zr为0.18％；Fe为0.18％；Si为0.09％；Zn为0.15％。
6.根据权利要求5所述的高强度铝铜系铝合金，其特征在于：所述铝合金抗拉强度502Mpa，屈服强度359Mpa，延伸率为14.5％，布氏硬度大于126。
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