CN110257674A - 一种高强韧耐疲劳变形铝合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铝合金制备技术领域，具体公开了一种高强韧耐疲劳形变铝合金及其制备方法，本发明的铝合金中各成分按质量百分数计为：Si 1.10‑1.20％，Mg 0.90‑1.00％，Mn 0.50‑0.60％，Cu 0.05‑0.10％，Zr 0.05‑0.10％，Ti 0.05‑0.10％，B 0.01‑0.03％，Cr 0.01‑0.05％，Li 0.001‑0.003％，Be 0.001‑0.002％，Ce 0.001‑0.002％，Fe 0.001‑0.2％，Zn 0.001‑0.20％，余量为Al。本发明所述铝合金的强度、韧性、硬度和耐疲劳寿命都显著提高，满足了高强韧长寿命铝合金型材的应用需求。且本发明的制备方法采用熔铸‑均质化处理、固溶处理‑变形加工、固溶时效的处理方法，便于实施和节约成本。

Description

一种高强韧耐疲劳变形铝合金及其制备方法
技术领域
本发明属于高性能铝合金制备技术领域，具体涉及一种高强韧耐疲劳变形铝合金及其制备方法。
背景技术
铝及其合金是目前主要的金属材料，在民用、军事、核电、交通、航空航天领域都有广阔的应用，随着铝合金化技术的发展，铝合金的性能有显著提高，给更高端的应用提供了发挥空间；在变形铝合金中，Mg、Si、Cu、Zn、Zr、Ti等元素常常作为合金元素加入，提高铝合金的强度、硬度等性能指标，比如目前以Mg、Si为主要合金相的Al-Mg-Si系合金(6000系列)和Al-Zn-Mg-Cu系合金(7000系列)等变形铝合金具有优异的综合性能，逐渐成为主要的工程结构材料，应用于民用和航空航天领域。
但随着科学技术的发展，材料的性能需要不断提高，比如高铁用材料，随着高铁速度的提高，材料的强硬度和耐疲劳性能都需要大幅提升，才能满足性能需求；对于目前的Al-Mg-Si系合金，在强度、韧性、硬度和耐疲劳方面都需要提高才能满足高速铁路器部件的需求，而对于Al-Zn-Mg-Cu系合金，其强度和硬度虽明显高于Al-Mg-Si系，但其韧性偏低，特别是耐疲劳寿命也有待进一步提升才能满足高速交通领域用铝合金的要求。
提高铝合金性能的现有技术主要集中在：合金强化和热处理强化两种手段，确实也起到了显著的效果，但是，由于可溶于铝的合金元素众多，合金元素的种类、含量及其对性能的影响复杂，而且必须采用细致的热处理手段才能达到满意的效果；目前，在高速交通领域，迫切需要一种具备高的强度、韧性、硬度和耐疲劳的优良可变形加工铝合金。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供一种高强韧耐疲劳变形铝合金及其制备方法，在提高合金强韧性的同时，显著提高合金的耐疲劳性能，解决目前铝合金材料性能不足的问题。
本发明的目的是通过以下方案实现的。
首先，高强韧耐疲劳变形铝合金的特征在于采用以下成分(所述合金中各成分按质量百分数计为)：Si 1.10-1.20％，Mg 0.90-1.00％，Mn 0.50-0.60％，Cu 0.05-0.10％，Zr 0.05-0.10％，Ti 0.05-0.10％，B 0.01-0.02％，Cr 0.01-0.05％，Li 0.001-0.003％，Be 0.001-0.002％，Ce 0.001-0.002％，Fe 0.001-0.2％，Zn 0.001-0.20％，余量为Al。
本发明的高强韧耐疲劳变形铝合金的组织特征为：合金的微观组织为平均晶粒尺寸小于10微米的αAl和微纳米尺度的主要强化相Mg2Si、Al2CuMg、Al2Cu、Al3Zr、Al3Ti、Al2B。
本发明的高强韧耐疲劳变形铝合金的性能特征为：抗拉强度为490-510 MPa，屈服强度470-490MPa，延伸率为17-20％，显微硬度140-150HB，在频率10Hz的10kN的冲击载荷下的常温疲劳寿命为60-65万次。
一种高强韧耐疲劳变形铝合金的制备方法，其特征在于包括如下主要步骤：
(1)合金熔炼铸；
(2)铝合金坯锭均质化处理；
(3)铝合金坯锭固溶处理；
(4)变形加工；
(5)变形铝合金型材热处理。
具体为：
所述的步骤(1)合金熔炼铸：首先将纯Al熔化并将熔Al升温至870±10℃，依次加入纯Si、纯Cu、Al-Zr合金、Al-Cr合金进行一次熔炼和合金化，其中纯Si的加入量为熔Al重量分数的1.21-1.32％，纯Cu的加入量为熔Al重量分数的0.05-0.10％，Al-Zr合金中Zr元素的质量分数占10％，Al-Zr合金的加入量为熔Al重量分数的0.5-1％，Al-Cr合金中Cr元素的质量分数占10％，Al-Cr合金的加入量为熔Al重量分数的0.1-0.5％，然后，降温到800±10℃，加入Al-Zn合金、Al-Ti-B合金进行二次合金化，加入的Al-Zn合金中Zn元素的质量分数占10％，Al-Zn合金的加入量为熔Al重量分数的0.01-2％，加入的Al-Ti-B合金中Ti元素的质量分数占10％，B元素的质量分数占2％，Al-Ti-B合金加入量为熔Al重量分数的1％，待熔化后降温到720±10℃，进行吹氩精炼，在吹氩过程中依次加入Al-Ce、Al-Li、Al-Mg、Al-Be合金进行三次合金化，加入的Al-Ce合金中Ce元素的质量分数占10％，Al-Ce合金的加入量为熔Al重量分数的0.01-0.02％，加入的Al-Li合金中Li元素的质量分数占10％，Al-Li合金的加入量为熔Al重量分数的0.01-0.03％，加入的Al-Mg合金中Mg元素的质量分数占10％，Al-Mg合金的加入量为熔Al重量分数的9-10％，加入的Al-Be合金中Be元素的质量分数占10％，Al-Be合金的加入量为熔Al重量分数的0.01-0.02％，合金化完成后采用C2Cl6除气扒渣，静置15-20min后，在680±10℃温度下通过半连铸获得铝合金坯锭，坯锭直径在180-380mm。
所述的步骤(2)铝合金坯锭均质化处理：将铝合金坯锭切成定尺，装入火焰加热炉加热，采用在400-420℃下保温8h，然后升温至420-440℃下保温8h，再升温至440-460℃下保温8h的均质化处理参数进行坯锭的均质化处理。
所述的步骤(3)铝合金坯锭固溶处理：上述均质化处理后的铝合金坯锭，采用在460-480℃下保温2h的固溶处理参数进行铝合金坯锭的固溶处理。
所述的步骤(4)变形加工：采用热挤压变形加工，其加工过程的主要参数控制为：铝合金坯锭加热到510±10℃，模具温度480±10℃，模筒温度410±10℃，出口温度520±10℃，挤压比(8-16):1，挤压后水冷，水温20-30℃，得到变形铝合金型材；
所述的步骤(5)变形铝合金型材热处理：变形铝合金型材加热到520-540℃下进行30-50min的二次固溶，自然冷却至180-160℃，结束后在0-4h内进行变形铝合金型材的时效处理，时效处理参数为：温度160-180℃下保温6-8h。
由于该铝合金中的合金元素较多，且合金元素的作用与其含量、元素之间的相互匹配及合金化顺序关系复杂、错综影响，而且这些元素的作用还与其后的热处理方式紧密相关，因此，这种变形铝合金的合金化元素选择、合金化顺序和热处理及变形加工的过程都需要细致的给出。
本发明中合金元素加入的作用及合适的加入范围的选择是根据如下依据确定的：
Si和Mg可以生成Mg2Si作为本发明铝合金的强化相之一，但Mg2Si大块析出相会影响材料变形加工过程，以及影响材料的强塑性，因此，适当控制Si和Mg量，抑制其过量析出导致的长大，本发明中Si1.10-1.20％、Mg 0.90-1.00％可抑制大尺寸Mg2Si及Si相的析出，提高材料的塑性，并通过后面的变形及热处理，细化析出相，提高材料的强塑性。
Mn作为强化元素，实现固溶强化，在本发明中Mn控制在0.5-0.6％效果最好，含量再高，塑性下降明显。
Cu作为强化元素，在本发明中Cu控制在0.05-0.1％效果最好，含量再高，强度提升作用减弱，变形抗力增加，材料塑性下降。
Zr、Ti合金组织控制元素，可控制晶粒的长大，形成细晶组织，并形成Al3Ti，Al3Zr强化相，加入量大，则形成大尺寸析出相，降低材料塑性，加入量低，则强度提升作用不够，最佳加入量Zr 0.05-0.10％，Ti 0.05-0.10％。
B为析出物控制元素，主要是控制Al3Ti，Al3Zr相的长大，通过细化析出物提高其热处理过程中的扩散能力，最佳添加量0.01-0.02％，且与Ti一起以合金形式加入。
Cr作为强化元素，提高材料的强塑性，特别是提高材料的抗疲劳特性，可抑制裂纹的形成和扩展，提高疲劳寿命，但含量过高，材料的变形加工性能变差，最佳添加量0.01-0.05％。
Li、Be、Ce加入的目的是提高材料的抗疲劳寿命，三种元素都有净化晶界提高强度抑制裂纹产生的作用，最佳加入量Li 0.001-0.003％，Be 0.001-0.002％，Ce 0.001-0.002％。
Fe和Zn，强化元素，但过多则降低材料的抗腐蚀性能，从而影响材料寿命，最佳的含量为Fe0.001-0.2％，Zn 0.001-0.20％，本发明中Fe是由其他合金及原料带入的，不需额外添加就可控制在以上合适范围。
合金元素的加入过程中，第一次合金化加入纯Si、纯Cu、Al-Zr合金、Al-Cr合金，这些元素加入过程及合金化后不易烧损，除Si外，可按实际目标含量加入，Si考虑其熔解过程的烧损约占加入量的10％。第二次合金化加入Al-Zn合金、Al-Ti-B合金进，考虑元素氧化与挥发，第二次合金化温度比初次合金化温度低，第三次合金化主要加入易烧损的合金元素，在更低的温度下加入，并尽可能缩短合金化后的精炼和停留待铸时间，保证其含量。
制备过程中各个环节的主要作用功能概括如下：
合金熔炼铸环节是制备无缺陷且成分在本发明合金范围的铝合金铸坯。
铝合金坯锭均质化处理过程的作用是提高材料成分及性能的均匀性，消除组织应力，降低变形抗力，提高变形性能，从而提高合金的强塑性和耐疲劳寿命。
铝合金坯锭固溶处理环节主要是使合金析出强化相溶于晶内，减少变形抗力，并消除变形过程由于脆性相导致的加工缺陷，这都是提高材料强韧性和耐疲劳寿命的关键步骤。
变形加工过程的目的是得到需要的型材的同时，进一步提高材料的组织均匀性和强塑性，利用加工强化等作用实现。
变形铝合金型材热处理，主要是消除材料变形加工过程的组织应力，并对材料的组织和析出相进行最终调控，实现性能最优化。
本发明的有益效果为：
(1)本发明通过合金元素优化、多元素微合金化和匹配细致的热处理方案，可以获得具有高强韧性和耐疲劳的高性能铝合金，满足了高端领域铝合金应用要求；为便于说明，以目前应用的两类变形铝合金Al-Mg-Si系(6000系)和Al-Zn-Mg-Cu(7000系)作为对比，其性能指标对比如表1。
表1力学性能对比表
其中，6000系铝合金以6082-T6的挤压型材的数据为代表；7000系铝合金以7055-T6的挤压型材数据为代表，其制备过程与本发明类似，即采用熔铸-坯锭热处理-挤压-T6热处理的方法。疲劳寿命为统一条件下的常温疲劳实验获得，载荷10kN，频率10Hz下测得对比；由以上对比可知，本发明所述的铝合金材料的强韧性、硬度和疲劳寿命都有显著提高。
(2)本发明的方法简单，熔炼、铸造、变形加工及热处理，都可依托现有技术与装备实现，具有很好的工程价值和应用前景。
附图说明
图1(a)、(b)、(c)分别为本发明实施例1、2、3制备的铝合金的低倍金相组织图。
图2是本发明制备的铝合金的高倍组织图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
本实施例所制备铝合金的目标成分，按质量百分数计为：Si 1.15％，Mg 0.95％，Mn 0.55％，Cu 0.08％，Zr 0.08％，Ti 0.10％，B 0.02％，Cr 0.03％，Li 0.002％，Be0.002％，Ce 0.002％，Fe 0.001％，Zn 0.001％，余量为Al。
制备过程的主要步骤如下：
(1)合金熔炼铸；
(2)铝合金坯锭均质化处理；
(3)铝合金坯锭固溶处理；
(4)变形加工；
(5)变形铝合金型材热处理。
具体为：
步骤(1)合金熔炼铸：首先将纯Al熔化并将熔Al升温至870℃，依次加入纯Si、纯Cu、Al-Zr合金、Al-Cr合金进行一次熔炼和合金化，其中纯Si的加入量为熔Al重量分数的1.26％，纯Cu的加入量为熔Al重量分数的0.08％，Al-Zr合金中Zr元素的质量分数占10％，Al-Zr合金的加入量为熔Al重量分数的0.8％，Al-Cr合金中Cr元素的质量分数占10％，Al-Cr合金的加入量为熔Al重量分数的0.3％，然后，降温到800℃，加入Al-Zn合金、Al-Ti-B合金进行二次合金化，加入的Al-Zn合金中Zn元素的质量分数占10％，Al-Zn合金的加入量为熔Al重量分数的0.01％，加入的Al-Ti-B合金中Ti元素的质量分数占10％，B元素的质量分数占2％，Al-Ti-B合金加入量为熔Al重量分数的1％，待熔化后降温到720℃，进行吹氩精炼，在吹氩过程中依次加入Al-Ce、Al-Li、Al-Mg、Al-Be合金进行三次合金化，加入的Al-Ce合金中Ce元素的质量分数占10％，Al-Ce合金的加入量为熔Al重量分数的0.02％，加入的Al-Li合金中Li元素的质量分数占10％，Al-Li合金的加入量为熔Al重量分数的0.02％，加入的Al-Mg合金中Mg元素的质量分数占10％，Al-Mg合金的加入量为熔Al重量分数的9.5％，加入的Al-Be合金中Be元素的质量分数占10％，Al-Be合金的加入量为熔Al重量分数的0.02％，合金化完成后采用C2Cl6除气扒渣，静置20min后，在680℃温度下通过半连铸获得铝合金坯锭，坯锭直径在220mm。
(2)铝合金坯锭均质化处理：在410℃下保温8h，然后升温至430℃下保温8h，再升温至450℃下保温8h。
(3)铝合金坯锭固溶处理：在470℃下保温2h。
(4)变形加工：采用热挤压变形加工，铝合金坯锭加热到510℃，模具温度480℃，模筒温度410℃，出口温度520℃，挤压比12:1，挤压后水冷，水温25℃，得到变形铝合金型材。
(5)变形铝合金型材热处理：变形铝合金型材加热到530℃下进行40min的二次固溶，自然冷却至170℃，结束后2h进行变形铝合金型材的时效处理，时效处理参数为：温度170℃下保温7h。
为说明本发明的有益效果，进行了对比试验，对比例1采用6082铝合金，该合金的成分以质量百分数计为：Si 1.15，Mg 0.95％，Mn 0.55％，Cu 0.1％，Cr 0.20％，Ti0.10％，Fe 0.5％，Zn 0.2％，余量为Al。对比例1采用与本发明实施例1完全相同的制备方法步骤，通过对比试验说明本发明的合金具有显著的性能优势，这是通过合金成分的优化和微合金元素的补益所实现的。
为进一步说明本发明的制备方法特别是热处理方法对本合金的重要性，利用与本实施例的步骤(1)的方法制备与本实施例成分完全相同的铝合金铸坯，进而采用6082铝合金的热处理和变形方法，方法过程及参数为：铸坯在440℃下均匀化热处理24h，加热到510℃保温2h后挤压，挤压比12:1，出口温度520℃，挤压后水冷，水温25℃，得到变形铝合金型材，进行24h自然时效后取样进行性能测试。
本发明实施例1与对比例1和对比例2的对比结果如表2所示。
表2实施例1与对比例所获得铝合金性能指标对比表
备注1：疲劳寿命为统一条件下的常温疲劳实验获得，载荷10kN，频率10Hz下测得对比。
经对比可知：本发明的铝合金相对于6082铝合金，引入了Li、Be、B、Ce、Zr微合金元素，并对Cr、Fe、Zn元素含量进行优化后，材料的强度、韧性、硬度，特别是疲劳寿命，都显著提高，特别是对比例2的疲劳寿命与本发明的实施例1接近，这也说明这种新的合金成分，显著提高了材料的耐疲劳寿命，但不采用本发明的制备方法，材料的强、韧、硬性能不足，说明了本发明的高强韧耐疲劳铝合金制备方法的显著有益效果；(2)本发明与对比例2相比，对现有的6082铝合金，即使采用本发明的制备方法，材料的强韧硬性都有待提高，特别是材料的耐疲劳寿命与高端应用的目标值相差甚远，这也说明了本发明的高强韧耐疲劳铝合金的显著有益效果。
实施例2
本实施例所制备铝合金的目标成分按质量百分数计为：Si 1.10％，Mg 0.90％，Mn0.50％，Cu 0.05％，Zr 0.05％，Ti 0.05％，B 0.01％，Cr 0.01％，Li 0.001％，Be0.001％，Ce 0.001％，Fe 0.001％，Zn 0.001％，余量为Al。
制备过程的主要步骤如下：
(1)合金熔炼铸；
(2)铝合金坯锭均质化处理；
(3)铝合金坯锭固溶处理；
(4)变形加工；
(5)变形铝合金型材热处理。
具体为：
步骤(1)合金熔炼铸：首先将纯Al熔化并将熔Al升温至860℃，依次加入纯Si、纯Cu、Al-Zr合金、Al-Cr合金进行一次熔炼和合金化，其中纯Si的加入量为熔Al重量分数的1.21％，纯Cu的加入量为熔Al重量分数的0.05％，Al-Zr合金中Zr元素的质量分数占10％，Al-Zr合金的加入量为熔Al重量分数的0.5％，Al-Cr合金中Cr元素的质量分数占10％，Al-Cr合金的加入量为熔Al重量分数的0.1％，然后，降温到790℃，加入Al-Zn合金、Al-Ti-B合金进行二次合金化，加入的Al-Zn合金中Zn元素的质量分数占10％，Al-Zn合金的加入量为熔Al重量分数的0.01％，加入的Al-Ti-B合金中Ti元素的质量分数占10％，B元素的质量分数占2％，Al-Ti-B合金加入量为熔Al重量分数的0.5％，待熔化后降温到710℃，进行吹氩精炼，在吹氩过程中依次加入Al-Ce、Al-Li、Al-Mg、Al-Be合金进行三次合金化，加入的Al-Ce合金中Ce元素的质量分数占10％，Al-Ce合金的加入量为熔Al重量分数的0.01％，加入的Al-Li合金中Li元素的质量分数占10％，Al-Li合金的加入量为熔Al重量分数的0.01％，加入的Al-Mg合金中Mg元素的质量分数占10％，Al-Mg合金的加入量为熔Al重量分数的9.0％，加入的Al-Be合金中Be元素的质量分数占10％，Al-Be合金的加入量为熔Al重量分数的0.01％，合金化完成后采用C2Cl6除气扒渣，静置20min后，在680℃温度下通过半连铸获得铝合金坯锭，坯锭直径在180mm。
(2)铝合金坯锭均质化处理：在400℃下保温8h，然后升温至420℃下保温8h，再升温至440℃下保温8h。
(3)铝合金坯锭固溶处理：在460℃下保温2h。
(4)变形加工：采用热挤压变形加工，铝合金坯锭加热到500℃，模具温度470℃，模筒温度400℃，出口温度510℃，挤压比8:1，挤压后水冷，水温20℃，得到变形铝合金型材。
(5)变形铝合金型材热处理：变形铝合金型材加热到530℃下进行40min的二次固溶，自然冷却至170℃，结束后2h进行变形铝合金型材的时效处理，时效处理参数为：温度170℃下保温7h。
实施例3
本实施例所制备铝合金的目标成分为(按质量百分数计为)：Si 1.20％，Mg1.00％，Mn 0.60％，Cu 0.10％，Zr 0.10％，Ti 0.10％，B 0.02％，Cr 0.05％，Li 0.003％，Be 0.002％，Ce 0.002％，Fe 0.2％，Zn 0.20％，余量为Al。
制备过程的主要步骤如下：
(1)合金熔炼铸；
(2)铝合金坯锭均质化处理；
(3)铝合金坯锭固溶处理；
(4)变形加工；
(5)变形铝合金型材热处理。
具体为：
步骤(1)合金熔炼铸：首先将纯Al熔化并将熔Al升温至880℃，依次加入纯Si、纯Cu、Al-Zr合金、Al-Cr合金进行一次熔炼和合金化，其中纯Si的加入量为熔Al重量分数的1.31％，纯Cu的加入量为熔Al重量分数的0.1％，Al-Zr合金中Zr元素的质量分数占10％，Al-Zr合金的加入量为熔Al重量分数的1％，Al-Cr合金中Cr元素的质量分数占10％，Al-Cr合金的加入量为熔Al重量分数的0.5％，然后，降温到810℃，加入Al-Zn合金、Al-Ti-B合金进行二次合金化，加入的Al-Zn合金中Zn元素的质量分数占10％，Al-Zn合金的加入量为熔Al重量分数的2％，加入的Al-Ti-B合金中Ti元素的质量分数占10％，B元素的质量分数占2％，Al-Ti-B合金加入量为熔Al重量分数的1％，待熔化后降温到730℃，进行吹氩精炼，在吹氩过程中依次加入Al-Ce、Al-Li、Al-Mg、Al-Be合金进行三次合金化，加入的Al-Ce合金中Ce元素的质量分数占10％，Al-Ce合金的加入量为熔Al重量分数的0.02％，加入的Al-Li合金中Li元素的质量分数占10％，Al-Li合金的加入量为熔Al重量分数的0.03％，加入的Al-Mg合金中Mg元素的质量分数占10％，Al-Mg合金的加入量为熔Al重量分数的10％，加入的Al-Be合金中Be元素的质量分数占10％，Al-Be合金的加入量为熔Al重量分数的0.02％，合金化完成后采用C2Cl6除气扒渣，静置20min后，在690℃温度下通过半连铸获得铝合金坯锭，坯锭直径在380mm。
(2)铝合金坯锭均质化处理：在420℃下保温8h，然后升温至440℃下保温8h，再升温至460℃下保温8h。
(3)铝合金坯锭固溶处理：在480℃下保温2h。
(4)变形加工：采用热挤压变形加工，铝合金坯锭加热到520℃，模具温度490℃，模筒温度420℃，出口温度520℃，挤压比16:1，挤压后水冷，水温30℃，得到变形铝合金型材。
(5)变形铝合金型材热处理：变形铝合金型材加热到540℃下进行50min的二次固溶，自然冷却至180℃，结束后4h进行变形铝合金型材的时效处理，时效处理参数为：温度180℃下保温7h。
实施例2和实施例3制得的铝合金型材的性能分析测试如表3。
表3实施例2和实施例3制备的铝合金型材的性能测试结果
图1中(a)、(b)、(c)分别为本发明实施例1、2、3制备的铝合金的低倍金相组织图，由图分析可知，本发明制备的铝合金微观组织为平均晶粒尺寸小于10微米的α-Al和微纳米尺度的主要强化相组成，结合合金相图分析可以确定主要强化相为：Mg2Si、Al2CuMg、Al2Cu、Al3Zr、Al3Ti、Al2B；由于本发明的铝合金为热处理型铝合金，强化相不仅分布在晶界也分散在晶内，尺寸细小，如图2所示的本发明制备的铝合金的高倍组织图。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高强韧耐疲劳变形铝合金，其特征在于，所述合金中各成分按质量百分数计为：Si 1.10-1.20％，Mg 0.90-1.00％，Mn 0.50-0.60％，Cu 0.05-0.10％，Zr 0.05-0.10％，Ti0.05-0.10％，B 0.01-0.02％，Cr 0.01-0.05％，Li 0.001-0.003％，Be 0.001-0.002％，Ce0.001-0.002％，Fe 0.001-0.2％，Zn 0.001-0.20％，余量为Al。
2.如权利要求1所述的高强韧耐疲劳变形铝合金，其特征在于，所述铝合金的微观组织为平均晶粒尺寸小于10微米的α-Al和微纳米尺度的主要强化相Mg2Si、Al2CuMg、Al2Cu、Al3Zr、Al3Ti、Al2B。
3.如权利要求1所述的高强韧耐疲劳变形铝合金，其特征在于，所述的高强韧耐疲劳变形铝合金的抗拉强度为490-510MPa，屈服强度470-490MPa，延伸率为17-20％，显微硬度140-150HB，在频率10Hz的10kN的冲击载荷下的常温疲劳寿命为60-65万次。
4.如权利要求1所述的高强韧耐疲劳变形铝合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)合金熔炼铸：将纯Al熔化后，将合金元素Si、Mg、Mn、Cu、Zr、Ti、B、Cr、Li、Be、Ce、Fe、Zn加入熔融的铝中，加入量考虑溶解过程中的烧损量、氧化与挥发，使得铸造的所述铝合金中各元素的质量百分数含量满足：Si 1.10-1.20％，Mg 0.90-1.00％，Mn 0.50-0.60％，Cu0.05-0.10％，Zr 0.05-0.10％，Ti 0.05-0.10％，B 0.01-0.02％，Cr 0.01-0.05％，Li0.001-0.003％，Be 0.001-0.002％，Ce 0.001-0.002％，Fe 0.001-0.2％，Zn 0.001-0.20％，余量为Al；
(2)铝合金坯锭均质化处理；
(3)铝合金坯锭固溶处理；
(4)变形加工；
(5)变形铝合金型材热处理。
5.如权利要求4所述的高强韧耐疲劳变形铝合金的制备方法，其特征在于，合金熔炼铸的过程为：首先将纯Al熔化并将熔Al升温至870±10℃，依次加入纯Si、纯Cu、Al-Zr合金、Al-Cr合金进行一次熔炼和合金化，其中纯Si的加入量为熔Al重量分数的1.21-1.32％，纯Cu的加入量为熔Al重量分数的0.05-0.10％，Al-Zr合金中Zr元素的质量分数占10％，Al-Zr合金的加入量为熔Al重量分数的0.5-1％，Al-Cr合金中Cr元素的质量分数占10％，Al-Cr合金的加入量为熔Al重量分数的0.1-0.5％；
然后，降温到800±10℃，加入Al-Zn合金、Al-Ti-B合金进行二次合金化，加入的Al-Zn合金中Zn元素的质量分数占10％，Al-Zn合金的加入量为熔Al重量分数的0.01-2％，加入的Al-Ti-B合金中Ti元素的质量分数占10％，B元素的质量分数占2％，Al-Ti-B合金加入量为熔Al重量分数的1％；
待熔化后降温到720±10℃，进行吹氩精炼，在吹氩过程中依次加入Al-Ce、Al-Li、Al-Mg、Al-Be合金进行三次合金化，加入的Al-Ce合金中Ce元素的质量分数占10％，Al-Ce合金的加入量为熔Al重量分数的0.01-0.02％，加入的Al-Li合金中Li元素的质量分数占10％，Al-Li合金的加入量为熔Al重量分数的0.01-0.03％，加入的Al-Mg合金中Mg元素的质量分数占10％，Al-Mg合金的加入量为熔Al重量分数的9-10％，加入的Al-Be合金中Be元素的质量分数占10％，Al-Be合金的加入量为熔Al重量分数的0.01-0.02％；
合金化完成后采用C2Cl6除气扒渣，静置15-20min后，在680±10℃温度下通过半连铸获得铝合金坯锭，坯锭直径在180-380mm。
6.如权利要求4所述的高强韧耐疲劳变形铝合金的制备方法，其特征在于，铝合金坯锭均质化处理的过程为：在400-420℃下保温8h，然后升温至420-440℃下保温8h，再升温至440-460℃下保温8h。
7.如权利要求4所述的高强韧耐疲劳变形铝合金的制备方法，其特征在于，铝合金坯锭固溶处理为在460-480℃下保温2h。
8.如权利要求4所述的高强韧耐疲劳变形铝合金的制备方法，其特征在于，变形加工采用热挤压变形加工，铝合金坯锭加热到510±10℃，模具温度480±10℃，模筒温度410±10℃，出口温度520±10℃，挤压比(8-16):1，挤压后水冷，水温20-30℃，得到变形铝合金型材。
9.如权利要求4所述的高强韧耐疲劳变形铝合金的制备方法，其特征在于，变形铝合金型材热处理为：变形铝合金型材加热到520-540℃下进行30-50min的二次固溶，自然冷却至180-160℃，结束后在0-4h内进行变形铝合金型材的时效处理，时效处理参数为：温度160-180℃下保温6-8h。
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