CN110373574B - 一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金及制备方法 - Google Patents
一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种近共晶型高强耐热Al‑Ce系铝合金及制备方法,由下列重量百分含量的元素组成:Ce5.00%~15.00%、Fe0.01~5.00%、Mg0.10%~1.20%、Si0.05%~1.00%、Cu0.001%~5.00%、Co0.001%~0.40%、B0.001%~0.85%、Ti0.001%~0.20%、V0.001%~0.15%、Cr0.001%~0.12%、Mn0.001%~0.12%、Ni0.001%~0.15%,其余为铝。本发明具有高强度和高耐热性,在室温下抗拉强度达到440MPa以上,在300℃时抗拉强度达到250MPa以上;制备铝合金的原材料成本低、制备工艺简单。
Description
技术领域
本发明属于合金技术领域,具体地,涉及一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金及制备方法。
背景技术
耐热铝合金在高温下具有足够的抗氧化性,在温度和载荷的长时间作用下,具有抵抗塑性变形和破坏能力,同时还有导热性好和比重轻等优点,在兵器、船舶、航空、航天、汽车等行业得到广泛应用,如车辆发动机的活塞、缸套、连杆、箱体、缸盖、导弹壳体、尾翼、航空发动机汽缸、叶片、飞机蒙皮等。随着航空、航天和汽车工业的迅猛发展,对耐热铝合金性能也提出了更高的要求。
耐热铝合金的发展过程中,相继开发出了Al-Si系、Al-Cu系、Al-Fe系、Al-Cr系等耐热铝合金。Al-Cu系合金强度高、塑性韧性好,但铸造性能差,具体表现为热裂倾向大、流动性较差、补缩困难。Al-Si系合金铸造性能好,易切削加工,但存在强度硬度一般,韧性较低的缺点。Al-Fe系、Al-Cr系合金需通过快速凝固的方式形成固溶体,通过时效处理析出细小弥散的耐热强化相,稳定基体与晶界,从而提高合金的耐热性能,该系列合金生产工艺流程复杂。
经检索发现,申请号为CN201510039580.X的中国专利,公开了一种高性能铝合金,包括以下重量百分比的成分:Si9.0-14.0%,Cu2.0-5.5%,Ni1.0-3.5%,Mg0.6-1.5%,Ti0.05-0.2%,RE0.01-1.5%,Mn0.05-0.25%,Fe0.6-1.3%,其余为铝。铝合金的室温强度为强度为420MPa,300℃抗拉强度为强度为220MPa,350℃抗拉强度140MPa,室温延伸率为2.5%,300℃延伸率为6.5%。然而上述专利中以Al-Si合金为基体,由于Al-Si合金的增强相塑性较差,所以高温及室温合金塑性均不理想。
经检索发现,申请号为CN201811625450.4的中国专利,公开了一种压铸用耐热合金,该铝合金的成分含量如下:Ce含量为0.5-3wt.%、B含量为<0.05wt.%、Fe含量为0.5-3wt.%、Sc含量为<0.5wt.%、Cu含量<0.5wt.%。该专利的铝合金室温抗拉强度仅为165MPa,300℃抗拉强度不超过100MPa,室温及高温强度较低,且原料Sc元素价格昂贵,成本较高。
因此开发新型高强耐热铝合金是迫切需要的。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金及制备方法。
根据本发明第一方面,提供一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,所述铝合金由下列重量百分含量的元素组成:Ce为5.00%~15.00%、Fe为0.01~5.00%、Mg为0.10%~1.20%、Si为0.05%~1.00%、Cu为0.001%~5.00%、Co为0.001%~0.40%、B为0.001%~0.85%、Ti为0.001%~0.2%、V为0.001%~0.15%、Cr为0.001%~0.12%、Mn为0.001%~0.12%、Ni为0.001%~0.15%,其他杂质元素含量≤0.10%,其余为铝。
优选地,所述铝合金由下列重量百分含量的元素组成:Ce为9.00%~11.00%、Fe为1.00%~3.00%、Mg为0.50%~0.80%、Si为0.20%~0.80%、Cu为1.00%~3.00%、Co为0.10%~0.20%、B为0.30%~0.60%、Ti为0.05%~0.10%、V为0.05%~0.10%、Cr为0.06%~0.09%、Mn为0.06%~0.09%、Ni为0.07%~0.12%,其他杂质元素含量≤0.10%,其余为铝。
进一步,在室温下,所述铝合金的抗拉强度达到440MPa以上;在300℃时,所述铝合金的抗拉强度达到250MPa以上。
根据本发明第二个方面,提供一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金的制备方法,包括:
将铝锭放置于熔炉中熔化成铝液,所述铝液温度为720~750℃;
在所述铝液中加入配制所述铝合金所需合金成分的原料,通过调整所述原料中各合金添加量使合金成分达到预设成分;
对铝合金熔体进行熔炼,充分搅拌、精炼除气、除渣静置,之后将所述铝合金熔体进入连铸连轧生产线或浇铸、快速凝固成型,得到成型后的铝合金;
对所述成型后的铝合金进行热处理,得到近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金。
进一步,将所述铝合金熔体进入连铸连轧生产线,包括:
在750~800℃将所述铝合金熔体进入连铸连轧生产线制成铝合金铸条,在连铸连轧生产线中,将铝合金铸条在轧机上热轧,进轧温度为500~530℃,获得所述铝合金棒材或板材。
进一步,在得到成型后的铝合金之后且在所述热处理之前,还包括对成型的所述铝合金进行变形处理,变形处理包括轧制、拉拔、挤压的一种或多种。
进一步,对所述成型后的铝合金进行热处理,其中,热处理温度为350~500℃,时间为15~50小时。
优选地,所述铝锭的纯度为99.7%以上。
本发明上述高强耐热铝合金中,铈是主强化元素,铈元素与铝元素发生共晶反应形成Al11Ce3金属间化合物,该种金属间化合物热稳定性好,有效增强了铝合金的强度和耐热性。铁为特征合金元素,在合金中与铝形成弥散Al3Fe颗粒抑制合金的蠕变变形,与铈形成AlFeRE化合物,起到细化金属间化合物增强相的作用,同时铁的加入抑制先析α-Al的优先生长,从而起到细化组织的作用。镁、硅为微合金化元素形成Mg-Si化合物,改善铝合金的热性能。钴、铜、钛、钒、铬、锰、镍为复杂化合物的特征添加元素,形成析出Al2Cu、AlCox、Al(V,RE)、Al3Ni等弥散相分布于合金中,起钉扎晶内位错强化的作用,上述析出相高温稳定,在高温下阻碍晶界和位错的移动,提高再结晶温度,增强铝合金的强度和耐热性。铁、镁、硅、硼、钛、铬、锰等元素在凝固过程中细化金属间化合物增强相片层或细化晶粒,起调控凝固组织形态的作用。本发明以晶内析出弥散相、晶界析出共晶相强化基体的设计思路,合金化改善晶界析出共晶体和晶粒形态,变形改善增强相的分布和形态的手段,达到多途径强化,高耐热性的目的。
本发明上述方法中,通过调节各元素含量,辅以热处理工艺调控基体组织结构,配合轧制或挤压等加工变形,改善Al11Ce3金属间化合物增强相形态,在变形过程中Al11Ce3片层变薄,或片层破碎,金属间化合物尺度变小,逐渐在基体中分散均匀,变形后热处理,使铝合金的强度和耐热性显著提高。
本发明Al-Ce系高强耐热铝合金与传统耐热铝合金相比具有以下优势特征:1)晶界析出共晶体无尖锐棱角,材料力学性能好;2)共晶体Al11Ce3热稳定性好,热膨胀系数小,高温下承载载荷提供强化晶界;3)特征合金元素添加,一方面细化Al11Ce3增强相提高合金强度,另一方面在铝基体晶内析出弥散强化相,钉扎晶内位错强化的作用,高温下阻碍晶界和位错的移动,提高再结晶温度,增强铝合金的强度和耐热性;4)配套变形工艺,调控Al11Ce3形态和分布,使其片层变薄,尺度变小,在铝基体中分散均匀,改善合金强塑性;5)合金铸造性能好,高温下流动性好,收缩率小,可铸造形状复杂铸件。
与现有技术相比,本发明具有如下至少一种有益效果:
1、本发明所使用原料价格便宜,对环境友好,用量最大铈元素在稀土元素中储量丰富,价格低廉。
2、在浇铸充模时,对于复杂形状,高温流动性差不易充满模具,铸件质量差,而本发明所提供的高强耐热铝合金具有良好的铸造性能,高温下流动性能好,收缩率小,可铸造形状复杂铸件。
3、本发明高强耐热铝合金中,铈元素起到合金化基体铝的作用,同时铈元素性质活泼,可与铁等元素形成金属间化合物,起到改善合金增强相形态作用,从而提高合金的强度和耐热性。
4、本发明所提供的新型高强耐热铝合金具有高强度和高耐热性,抗拉强度可达440MPa以上,300℃时抗拉强度可达250MPa以上。经变形处理后短期耐热性280℃加热1小时后,强度不降反略微升高,400℃加热1小时,强度基本不变,塑性大大提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,铝合金由下列重量百分含量的元素组成:Ce为8.00%、Fe为2.50%、Mg为0.50%、Si为0.30%、Cu为0.80%、Co为0.30%、B为0.001%、Ti为0.001%、V为0.001%、Cr为0.001%、Mn为0.001%、Ni为0.10%,其他杂质元素含量≤0.10%,其余为铝。
本实施例上述铝合金中,铈是主强化元素,铈元素与铝元素发生共晶反应形成Al11Ce3金属间化合物,该种金属间化合物热稳定性好,有效增强了铝合金的强度和耐热性。铁为特征合金元素,在合金中与铝形成弥散Al3Fe颗粒抑制合金的蠕变变形,与铈形成AlFeRE化合物,起到细化金属间化合物增强相的作用,同时铁的加入抑制先析α-Al的优先生长,从而起到细化组织的作用。镁、硅为微合金化元素形成Mg-Si化合物,改善铝合金的热性能。钴、铜、钛、钒、铬、锰、镍为复杂化合物的特征添加元素,形成析出Al2Cu、AlCox、Al(V,RE)、Al3Ni等弥散相分布于合金中,起钉扎晶内位错强化的作用,上述析出相高温稳定,在高温下阻碍晶界和位错的移动,提高再结晶温度,增强铝合金的强度和耐热性。铁、镁、硅、硼、钛、铬、锰等元素在凝固过程中细化金属间化合物增强相片层或细化晶粒,起调控凝固组织形态的作用。
本实施例中上述的近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,可以采用以下方法制备:
步骤一、将铝锭放置于熔炉中熔化成铝液,铝液温度为720℃。
步骤二、在铝液中加入配制铝合金所需合金成分的原料,通过调整原料中各合金添加量使合金成分达到预设成分,即铝合金由下列重量百分含量的元素组成:Ce为8.00%、Fe为2.5%、Mg为0.50%、Si为0.30%、Cu为0.80%、Co为0.3%、B为0.001%、Ti为0.001%、V为0.001%、Cr为0.001%、Mn为0.001%、Ni为0.10%、其他杂质元素含量≤0.10%,其余为铝。
步骤三、将上述铝合金进行熔炼,待加入的上述合金熔化后放入除气剂除气,并使用石墨棒缓慢充分搅拌,除气除渣之后,将铝合金熔体进入连铸连轧生产线,在750℃时,将铝合金熔体进入连铸连轧生产线制成铝合金铸条,在连铸连轧生产线中,将铝合金铸条在轧机上热轧,进轧温度为500℃,获得铝合金棒材。
步骤四、对变形后的铝合金棒材进行热处理,热处理温度为350℃,时间为15小时。
本发明上述方法中,通过调节各元素含量,辅以热处理工艺调控基体组织结构,配合轧制或挤压等加工变形,改善Al11Ce3金属间化合物增强相形态,在变形过程中Al11Ce3片层变薄,或片层破碎,金属间化合物尺度变小,逐渐在基体中分散均匀,变形后热处理,使铝合金的强度和耐热性显著提高。
经测试,在室温下,本实施例铝合金的抗拉强度达到453MPa;在300℃时,抗拉强度达到250MPa以上;短期280℃加热1小时强度残存率为94.3%。
实施例2
本实施例提供一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,铝合金由下列重量百分含量的元素组成:Ce为9.00%、Fe为1.00%、Mg为0.50%、Si为0.20%、Cu为1.00%、Co为0.10%、B为0.30%、Ti为0.05%、V为0.05%、Cr为0.06%、Mn为0.06%、Ni为0.07%、其他杂质元素含量≤0.10%,其余为铝。
本实施例中上述近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,可以采用以下方法制备,具体步骤如下:
步骤一、选用纯度为99.8%铝锭,将铝锭放置于熔炉中熔化成铝液,铝液温度为740℃。
步骤二、在铝液中加入配制铝合金所需合金成分的原料,通过调整原料中各合金添加量使合金成分达到由上述重量百分含量的元素组成。
步骤三、对铝合金熔体进行熔炼,待加入的上述合金熔化后放入除气剂除气,并使用石墨棒缓慢充分搅拌,除气除渣之后,在760℃温度下,将铝合金熔体进入连铸连轧生产线制成铝合金铸条,在连铸连轧生产线中,将铝合金铸条在轧机上热轧,进轧温度为510℃,获得铝合金棒材;
步骤四、对铝合金棒材进行热处理,热处理温度为300℃,时间为20小时。
经测试,在室温下,本实施例获得的铝合金棒材的抗拉强度达到459MPa;在300℃时,抗拉强度达到260MPa以上;短期280℃加热1小时强度残存率为94.9%。
实施例3
本实施例提供一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金:铝合金由下列重量百分含量的元素组成:Ce为11.00%、Fe为3.00%、Mg为0.80%、Si为0.80%、Cu为1.20%、Co为0.20%、B为0.60%、Ti为0.1%、V为0.10%、Cr为0.09%、Mn为0.09%、Ni为0.12%、其他杂质元素含量≤0.10%,其余为铝。
本实施例中上述近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,可以采用以下方法制备,具体步骤如下:
步骤一、将纯度为99.7%的铝锭放在熔炉中熔化成铝液,铝液温度为730℃。
步骤二、在铝液中加入配制铝合金所需合金成分的原料,通过调整原料中各合金添加量使合金成分达到由上述重量百分含量的元素组成。
步骤三、对铝合金熔体进行熔炼,待加入的上述合金熔化后放入除气剂除气,并使用石墨棒缓慢充分搅拌,除气除渣之后,浇铸成型。
步骤四、对浇铸成型的产品进行热处理,之后再进行变形处理。
步骤五、对变形后铝合金铸件进行热处理,热处理温度为400℃,时间为25小时。
经测试,在室温下,本实施例获得的铝合金的抗拉强度达到465MPa;在300℃时,抗拉强度达到262MPa以上;短期280℃加热1小时强度残存率为95.0%。
实施例4
本实施例提供一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,铝合金由下列重量百分含量的元素组成:铈Ce为8.00%,铁Fe为0.90%、铜Cu为0.30%、镁Mg为0.60%、硅Si为0.30%、钴Co为0.20%、硼B为0.45%、钛Ti为0.10%、钒V为0.075%、铬Cr为0.06%、锰Mn为0.06%、镍Ni为0.10%,其他杂质元素含量≤0.10%,其余为铝。
本实施例中上述近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,可以采用以下方法制备,具体步骤如下:
步骤一、选择Al99.9%工业纯铝置于熔炼炉中熔化成铝液,铝液的温度为730℃。
步骤二、称取配制铝合金所需合金成分的原料放入铝液中进行熔炼,通过调整原料中各合金添加量使合金成分达到由上述重量百分含量的元素组成。
步骤三、对铝合金熔体进行熔炼,待上述合金熔化后放入六氯乙烷除气剂除气,并使用石墨棒缓慢充分搅拌。除气除渣之后,在750℃时,将铝合金熔体进入连铸连轧机进行铸坯,铸坯温度为510℃,得到厚度10mm的铝合金板材。
步骤四、之后将连铸所得铝合金板材在热处理炉内进行热处理,温度为380℃,时间为50h。
经测试,在室温下,本实施例获得铝合金板材抗拉强度达到450MPa;在300℃时,抗拉强度达到249MPa;短期280℃加热1小时强度残存率为94.3%。
实施例5
本实施例提供一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,铝合金由下列重量百分含量的元素组成:铈Ce为10.00%、铁Fe为0.80%、锰Mn为0.08%、硼B为0.75%、镁Mg为0.80%、硅Si为0.70%、铜Cu为2.90%、钴Co为0.05%、钛Ti为0.008%、钒V为0.01%、铬Cr为0.08%、镍Ni为0.009%,其他杂质元素含量≤0.10%,其余为铝。
本实施例中上述近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,可以采用以下方法制备,具体步骤如下:
步骤一、选择Al99.7%工业纯铝置于熔炼炉中熔化成铝液,铝液的温度为730℃。
步骤二、称取配制铝合金所需合金成分的原料放入铝液中进行熔炼,通过调整原料中各合金添加量使合金成分达到由上述重量百分含量的元素组成。
步骤三、对铝合金熔体进行熔炼,待加入的上述合金熔化后放入除气剂除气,并使用石墨棒缓慢充分搅拌。除气除渣之后,在760℃时,将铝合金熔体浇进急冷模具快速凝固,快速凝固铝合金铸件。
步骤四、之后将得到的铝合金铸件在热处理炉内进行热处理,温度为400℃,时间为40h。
经测试,在室温下,本实施例获得铝合金铸件抗拉强度达到455MPa;在300℃,抗拉强度达到260MPa;短期280℃加热1小时强度残存率为98.1%。
实施例6
本实施例提供一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,铝合金由下列重量百分含量的元素组成:铈Ce为10.00%、铁Fe为0.80%、镁Mg为0.30%、硅Si为0.50%、锰Mn为0.08%、镍Ni为0.09%、铜Cu为2.00%、钴Co为0.15%、硼B为0.08%、钛Ti为0.15%、钒V为0.07%、铬Cr为0.09%、其他杂质元素含量≤0.10%,其余为铝。
本实施例上述近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,可以采用以下方法制备:
步骤一、选择Al99.7%工业纯铝置于熔炼炉中熔化成铝液,铝液的温度为730℃。
步骤二、称取配制铝合金所需合金成分的原料放入铝液中进行熔炼,通过调整原料中各合金添加量使合金成分达到由上述重量百分含量的元素组成。
步骤三、对铝合金熔体进行熔炼,待加入的上述合金熔化后放入除气剂除气,并使用石墨棒缓慢充分搅拌。除气除渣之后,将铝合金熔体浇铸成铝合金铸件。
步骤四、之后将得到铝合金铸件在热处理炉内进行热处理,温度为350℃,时间为40h。
经测试,在室温下,本实施例获得的铝合金铸件抗拉强度达到445MPa;在300℃,抗拉强度达到256MPa;短期280℃加热1小时强度残存率为96.1%。
实施例7
本实施例提供一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,铝合金由下列重量百分含量的元素组成:Ce为12.00%、Fe为3.00%、Mg为1.20%、Si为1.00%、Cu为5.00%、Co为0.40%、B为0.85%、Ti为0.20%、V为0.15%、Cr为0.12%、Mn为0.12%、Ni为0.15%,其他杂质元素含量≤0.10%,其余为铝。
本实施例上述近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,可以采用以下方法制备:
步骤一、选择Al99.8%工业纯铝置于熔炼炉中熔化成铝液,铝液的温度为750℃。
步骤二、称取配制铝合金所需合金成分的原料放入铝液中进行熔炼,通过调整原料中各合金添加量使合金成分达到由上述重量百分含量的元素组成。
步骤三、对铝合金熔体进行熔炼,待加入的上述合金熔化后放入除气剂除气,并使用石墨棒缓慢充分搅拌。除气除渣之后,将铝合金熔体浇铸成铝合金铸件。
步骤四、之后将得到铝合金铸件在热处理炉内进行热处理,温度为350℃,时间为32h。
经测试,在室温下,本实施例获得铝合金铸件抗拉强度达到452MPa;在300℃,抗拉强度达到260MPa;短期280℃加热1小时强度残存率为95.0%。
实施例8
本实施例提供一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,铝合金由下列重量百分含量的元素组成:Ce为5.00%、Fe为0.01%、Mg为0.10%、Si为0.05%、Cu为0.001%、Co为0.001%、B为0.85%、Ti为0.20%、V为0.15%、Cr为0.12%、Mn为0.12%、Ni为0.001%、其他杂质元素含量≤0.10%,其余为铝。
本实施例上述近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,可以采用以下方法制备:
步骤一、选择Al99.8%工业纯铝置于熔炼炉中熔化成铝液,铝液的温度为750℃。
步骤二、称取配制铝合金所需合金成分的原料放入铝液中进行熔炼,通过调整原料中各合金添加量使合金成分达到由上述重量百分含量的元素组成。
步骤三、对铝合金熔体进行熔炼,待加入的上述合金熔化后放入除气剂除气,并使用石墨棒缓慢充分搅拌。除气除渣之后,将铝合金熔体浇铸成铝合金铸件。
步骤四、之后将得到铝合金铸件在热处理炉内进行热处理,温度为400℃,时间为35h。
经测试,在室温下,本实施例获得铝合金铸件抗拉强度达到445MPa;在300℃,抗拉强度达到255MPa;短期280℃加热1小时强度残存率为94.0%。
实施例9
本实施例提供一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,铝合金由下列重量百分含量的元素组成:铈Ce为15.00%、铁Fe为5.00%、锰Mn为0.07%、硼B为0.45%、镁Mg为0.65%、硅Si为0.50%、铜Cu为2.50%、钴Co为0.15%、钛Ti为0.075%,钒V为0.075%,铬Cr为0.07%,镍Ni为0.009%,其他杂质元素含量≤0.10%,其余为铝。
本实施例上述近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,可以采用以下方法制备:
步骤一、选择Al99.8%工业纯铝置于熔炼炉中熔化成铝液,铝液的温度为750℃。
步骤二、称取配制铝合金所需合金成分的原料放入铝液中进行熔炼,通过调整原料中各合金添加量使合金成分达到由上述重量百分含量的元素组成。
步骤三、对铝合金熔体进行熔炼,待加入的上述合金熔化后放入除气剂除气,并使用石墨棒缓慢充分搅拌。除气除渣之后,将铝合金熔体浇铸成铝合金铸件。
步骤四、之后将得到铝合金铸件在热处理炉内进行热处理,温度为350℃,时间为20h。
经测试,在室温下,本实施例获得铝合金铸件抗拉强度达到451MPa;在300℃,抗拉强度达到265MPa;短期280℃加热1小时强度残存率为95.8%。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,其特征在于:所述铝合金由下列重量百分含量的元素组成:Ce为5.00%~15.00%、Fe为0.01~5.00%、Mg为0.10%~1.20%、Si为0.05%~1.00%、Cu为0.001%~5.00%、Co为0.001%~0.40%、B为0.001%~0.85%、Ti为0.001%~0.2%、V为0.001%~0.15%、Cr为0.001%~0.12%、Mn为0.001%~0.12%、Ni为0.001%~0.15%、其他杂质元素含量≤0.10%,其余为铝。
2.根据权利要求1所述的一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,其特征在于:所述铝合金由下列重量百分含量的元素组成:Ce为9.00%~11.00%、Fe为1.00%~3.00%、Mg为0.50%~0.80%、Si为0.20%~0.80%、Cu为1.00%~3.00%、Co为0.10%~0.20%、B为0.30%~0.60%、Ti为0.05%~0.10%、V为0.05%~0.10%、Cr为0.06%~0.09%、Mn为0.06%~0.09%、Ni为0.07%~0.12%、其他杂质元素含量≤0.10%,其余为铝。
3.根据权利要求1所述的一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金,其特征在于:在室温下,所述铝合金的抗拉强度达到440MPa以上;在300℃时,所述铝合金的抗拉强度达到250MPa以上。
4.一种权利要求1-3任一项所述的近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金的制备方法,其特征在于:包括:
将铝锭放置于熔炉中熔化成铝液,所述铝液温度为720~750℃;
在所述铝液中加入配制所述铝合金所需合金成分的原料,通过调整所述原料中各合金添加量使合金成分达到预设成分;
对铝合金熔体进行熔炼,充分搅拌、精炼除气、除渣静置,之后将所述铝合金熔体进入连铸连轧生产线或浇铸、快速凝固成型,得到成型后的铝合金;
对所述成型后的铝合金进行热处理,得到近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金。
5.根据权利要求4所述的一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金的制备方法,其特征在于:将所述铝合金熔体进入连铸连轧生产线,包括:
在750~800℃将所述铝合金熔体进入连铸连轧生产线制成铝合金铸条,在连铸连轧生产线中,将铝合金铸条在轧机上热轧,进轧温度为500~530℃,获得所述铝合金棒材或板材。
6.根据权利要求4所述的一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金的制备方法,其特征在于:在得到成型后的铝合金之后且在所述热处理之前,还包括对成型的所述铝合金进行变形处理,变形处理包括轧制、拉拔、挤压的一种或多种。
7.根据权利要求4所述的一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金的制备方法,其特征在于:对所述成型后的铝合金进行热处理,其中,热处理温度为350~500℃,时间为15~50小时。
8.根据权利要求4所述的一种近共晶型高强耐热Al-Ce系铝合金的制备方法,其特征在于:所述铝锭的纯度为99.7%以上。
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CN115652150B (zh) * | 2022-11-16 | 2023-12-15 | 安徽中科春谷激光产业技术研究院有限公司 | 基于硼元素细化晶粒的高强韧耐热铝合金及其制备和热处理方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1211467A (en) * | 1967-11-02 | 1970-11-04 | Euratom | Fibre-reinforced alloy |
JPH01316433A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-21 | Furukawa Alum Co Ltd | 耐熱性アルミニウム合金材及びその製造方法 |
JP2011084803A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Mitsubishi Materials Corp | 光記録媒体用アルミニウム合金反射膜およびこの反射膜を形成するためのスパッタリングターゲット |
CN102978460A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-03-20 | 安徽欣意电缆有限公司 | Al-Fe-Ni-RE铝合金及其制备方法和电力电缆 |
CN104561689A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-04-29 | 上海交通大学 | 一种耐热铸造铝合金及其挤压铸造方法 |
CN105506321A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-20 | 何小红 | 一种添加稀土Ce以提高ZL101铝合金性能的方法 |
CN108220693A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-29 | 上海交通大学 | 一种大稀土含量的高强高导耐热铝合金导线及其制备方法 |
CN108559874A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-09-21 | 上海交通大学 | 一种高强高导的耐热铝合金导线及其制备方法 |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1211467A (en) * | 1967-11-02 | 1970-11-04 | Euratom | Fibre-reinforced alloy |
JPH01316433A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-21 | Furukawa Alum Co Ltd | 耐熱性アルミニウム合金材及びその製造方法 |
JP2011084803A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Mitsubishi Materials Corp | 光記録媒体用アルミニウム合金反射膜およびこの反射膜を形成するためのスパッタリングターゲット |
CN102978460A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-03-20 | 安徽欣意电缆有限公司 | Al-Fe-Ni-RE铝合金及其制备方法和电力电缆 |
CN105506321A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-20 | 何小红 | 一种添加稀土Ce以提高ZL101铝合金性能的方法 |
CN104561689A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-04-29 | 上海交通大学 | 一种耐热铸造铝合金及其挤压铸造方法 |
CN108220693A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-29 | 上海交通大学 | 一种大稀土含量的高强高导耐热铝合金导线及其制备方法 |
CN108559874A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-09-21 | 上海交通大学 | 一种高强高导的耐热铝合金导线及其制备方法 |
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