CN112458327B - 一种改善zl207铝合金组织与力学性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，属于铝合金材料技术领域。为解决现有ZL207铝合金在高温下的抗拉强度及延伸率不能满足装备发展新需求的问题，本发明提供了一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，将ZL207铝合金、Al‑10Ni中间合金、Al‑10Mn中间合金、Al‑2Sc中间合金预热，将ZL207铝合金完全融化后加入预热的中间合金，待中间合金完全融化，进行搅拌、除气、保温、浇铸，得到铝合金锭。本发明通过各成分的合理搭配和热处理制度的合理控制形成了高温强化相，改善了铝合金的金相组织，提高了铝合金的高温强度，解决了现有ZL207铝合金不能满足装备发展新需求的问题。

Description

一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法
技术领域
本发明属于铝合金材料技术领域，尤其涉及一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法。
背景技术
航空航天、汽车等行业的快速发展对发动机动力系统上起关键作用的铝合金部件的要求越来越高。这些铝合金部件结构复杂，需要长期工作在高温、多应力载荷环境下，应具有优良的铸造性能，以及在室温及高温环境、动静态载荷长时间作用下有较好的抗塑性变形能力。
ZL207铝合金高温性能优于现有的铸造铝合金，在发动机内部零件上的应用最为广泛，但现有ZL207铝合金在高温下的抗拉强度及延伸率已经不能满足装备发展的新需求。
发明内容
为解决现有ZL207铝合金在高温下的抗拉强度及延伸率不能满足装备发展新需求的问题，本发明提供了一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法。
本发明的技术方案：
一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，包括如下步骤：
步骤一、将ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金、Al-2Sc中间合金、石墨坩埚和金属模具置于250℃～300℃环境下进行保温预热；
步骤二、将步骤一所得预热的ZL207铝合金置于石墨坩埚内，升温至780℃～800℃并保温一定时间得到完全融化的ZL207铝合金；
步骤三、向步骤二所得完全融化的ZL207铝合金中加入步骤一所得预热的Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将温度降至720℃～750℃并保温至所加入的中间合金完全融化，对所得合金液进行搅拌、除气并保温一定时间，
步骤四、将步骤三所得合金液浇铸至步骤一预热的金属模具内，得到铝合金锭。
进一步的，步骤一所述ZL207铝合金按重量百分比包括如下成分：Cu：3.0～3.4％、Mg：0.15～0.25％、Mn：0.9～1.2％、Ni：0.2～0.3％、Zr：0.15～0.25％、Si：1.6～2.0％、RE：4.4～5.0％，余量为Al。
进一步的，步骤一所述250℃～300℃保温预热时间为100min～120min。
进一步的，步骤二所述在780℃～800℃保温时间为60min～80min。
进一步的，步骤三所述720℃～750℃保温时间为60min～90min。
进一步的，步骤三所述除气药品为CCl4粉末，所述合金液搅拌除气并保温的时间为30min～50min。
进一步的，步骤四所得铝合金锭在ZL207铝合金基础上添加的金属水平按重量百分比包括Ni：1.0～2.0％、Mn：0.1～0.3％和Sc：0.1～0.3％。
进一步的，步骤四所得铝合金锭在ZL207铝合金基础上添加的金属水平按重量百分比包括Ni：1.0％、Mn：0.3％和Sc：0.1％。
一种根据本发明改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法制备的铝合金，在ZL207铝合金基础上添加的金属水平按重量百分比包括Ni：1.0～2.0％、Mn：0.1～0.3％和Sc：0.1～0.3％，所述ZL207铝合金按重量百分比包括如下成分：Cu：3.0～3.4％、Mg：0.15～0.25％、Mn：0.9～1.2％、Ni：0.2～0.3％、Zr：0.15～0.25％、Si：1.6～2.0％、RE：4.4～5.0％，余量为Al。
进一步的，在ZL207铝合金基础上添加的金属水平按重量百分比包括Ni：1.0％、Mn：0.3％和Sc：0.1％。
本发明的有益效果：
本发明提供的改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，在原有ZL207铝合金的基础上添加了镍、锰和钪元素，通过各成分的合理搭配和热处理制度的合理控制形成了Al3Ni、Al3Sc、Al3CuNi等高温强化相，提高了第二相百分比含量进而改善了铝合金的金相组织，在保证铸造铝合金室温强度的同时提高了铝合金的高温强度，在AlNi、AlSc、AlCuNi耐热相同时存在时，三者相互促进，合金表现高较好的高温性能。400℃抗拉强度达到127.2MPa，延伸率达到13.3％，与原始ZL207相比抗拉强度提高了56.8％，延伸率提高了56.5％，解决了现有ZL207铝合金不能满足装备发展新需求的问题。
附图说明
图1为实施例1改善后得到的铝合金金相组织照片；
图2为原始ZL207铝合金金相组织照片；
图3为实施例2改善后得到的铝合金金相组织照片；
图4为实施例3改善后得到的铝合金金相组织照片；
图5为实施例4改善后得到的铝合金金相组织照片；
图6为实施例5改善后得到的铝合金金相组织照片；
图7为实施例6改善后得到的铝合金金相组织照片；
图8为实施例7改善后得到的铝合金金相组织照片；
图9为实施例8改善后得到的铝合金金相组织照片；
图10为实施例9改善后得到的铝合金金相组织照片；
图11为实施例10改善后得到的铝合金金相组织照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置，若未特别指明，本发明实施例中所用的原料等均可市售获得；若未具体指明，本发明实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，本实施例使用的原始ZL207铝合金按重量百分比包括如下成分：Cu：3.0～3.4％、Mg：0.15～0.25％、Mn：0.9～1.2％、Ni：0.2～0.3％、Zr：0.15～0.25％、Si：1.6～2.0％、RE：4.4～5.0％，余量为Al。在原始ZL207铝合金基础上添加的金属目标水平按重量百分比为Ni：1.0％、Mn：0.3％和Sc：0.1％。
在原始ZL207铝合金基础上进行改善的具体方法包括如下步骤：
步骤一、按添加金属目标水平分别准备ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金、Al-2Sc中间合金、石墨坩埚和金属模具置于电子炉中，将温度升至250℃环境下保温预热120min；
步骤二、将步骤一所得预热的ZL207铝合金置于石墨坩埚内，然后放置于熔炼炉中，升温至780℃并保温60min得到完全融化的ZL207铝合金；
步骤三、向步骤二所得完全融化的ZL207铝合金中加入步骤一所得预热的Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将温度降至750℃并保温60min至所加入的中间合金完全融化，对所得合金液进行搅拌、CCl4粉末除气并保温30min；
步骤四、在步骤一预热的金属模具内刷涂ZnO水溶液作为脱锭液，将步骤三所得合金液浇铸至金属模具内，得到铝合金锭。
图1为本实施例方法改善后的铝合金的金相组织照片；图2为原始ZL207铝合金的金相组织照片；改善后合金第二相百分比含量为19.41％，相比于原始合金18.35％提高5.8％，促进枝晶间相互交叉形成网状结构，加强晶粒间相互作用力。提高合金抵抗外力能力。经XRD、EDS分析可知，原始ZL207铝合金主要强化相为Al1.1Ni0.9、Al2La等相，400℃抗拉强度为81.1MPa，延伸率为8.5％。
本实施例所得改善后的铝合金主要强化相除了原始组织中存在的一些AL-RE相，另外生成的强化相有Al3Ni、Al3Sc、Al3CuNi相，400℃抗拉强度达到127.2MPa，相比原始ZL207抗拉强度提高56.8％，延伸率达到13.3％，相比原始材料，延伸率提高56.5％。
实施例2
一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，本实施例使用的原始ZL207铝合金按重量百分比包括如下成分：Cu：3.0～3.4％、Mg：0.15～0.25％、Mn：0.9～1.2％、Ni：0.2～0.3％、Zr：0.15～0.25％、Si：1.6～2.0％、RE：4.4～5.0％，余量为Al。在原始ZL207铝合金基础上添加的金属目标水平按重量百分比为Ni：1.0％、Mn：0.1％和Sc：0.1％。
在原始ZL207铝合金基础上进行改善的具体方法包括如下步骤：
步骤一、按添加金属目标水平分别准备ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金、Al-2Sc中间合金、石墨坩埚和金属模具置于电子炉中，将温度升至250℃环境下保温预热120min；
步骤二、将步骤一所得预热的ZL207铝合金置于石墨坩埚内，然后放置于熔炼炉中，升温至780℃并保温60min得到完全融化的ZL207铝合金；
步骤三、向步骤二所得完全融化的ZL207铝合金中加入步骤一所得预热的Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将温度降至750℃并保温60min至所加入的中间合金完全融化，对所得合金液进行搅拌、CCl4粉末除气并保温30min；
步骤四、在步骤一预热的金属模具内刷涂ZnO水溶液作为脱锭液，将步骤三所得合金液浇铸至金属模具内，得到铝合金锭。
图3为本实施例方法改善后的铝合金的金相组织照片；改善后合金第二相百分比含量为18.56％，相比于原始合金18.35％提高1.1％，促进枝晶间相互交叉形成网状结构，加强晶粒间相互作用力。提高合金抵抗外力能力。
经XRD、EDS分析可知，本实施例所得改善后的铝合金主要强化相为Al7Cu4Ni，硬度为123HV，400℃抗拉强度达到114.3MPa，延伸率为12.91％。相比原始合金抗拉强度提高40.9％，延伸率提高51.9％。
实施例3
一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，本实施例使用的原始ZL207铝合金按重量百分比包括如下成分：Cu：3.0～3.4％、Mg：0.15～0.25％、Mn：0.9～1.2％、Ni：0.2～0.3％、Zr：0.15～0.25％、Si：1.6～2.0％、RE：4.4～5.0％，余量为Al。在原始ZL207铝合金基础上添加的金属目标水平按重量百分比为Ni：1.5％、Mn：0.2％和Sc：0.2％。
在原始ZL207铝合金基础上进行改善的具体方法包括如下步骤：
步骤一、按添加金属目标水平分别准备ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金、Al-2Sc中间合金、石墨坩埚和金属模具置于电子炉中，将温度升至260℃环境下保温预热115min；
步骤二、将步骤一所得预热的ZL207铝合金置于石墨坩埚内，然后放置于熔炼炉中，升温至780℃并保温60min得到完全融化的ZL207铝合金；
步骤三、向步骤二所得完全融化的ZL207铝合金中加入步骤一所得预热的Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将温度降至740℃并保温70min至所加入的中间合金完全融化，对所得合金液进行搅拌、CCl4粉末除气并保温40min；
步骤四、在步骤一预热的金属模具内刷涂ZnO水溶液作为脱锭液，将步骤三所得合金液浇铸至金属模具内，得到铝合金锭。
图4为本实施例方法改善后的铝合金的金相组织照片；改善后合金第二相百分比含量为19.1％，相比于原始合金18.35％提高4.1％，促进枝晶间相互交叉形成网状结构，加强晶粒间相互作用力。提高合金抵抗外力能力。
经XRD、EDS分析可知，本实施例所得改善后的铝合金主要强化相为Al3Ni、Al7Cu4Ni、Al3Sc、Al11Mn5Cu3，硬度为118HV，400℃抗拉强度达到110.5MPa，延伸率为12.75％。相比原始合金抗拉强度提高36.3％，延伸率提高50％。
实施例4
一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，本实施例使用的原始ZL207铝合金按重量百分比包括如下成分：Cu：3.0～3.4％、Mg：0.15～0.25％、Mn：0.9～1.2％、Ni：0.2～0.3％、Zr：0.15～0.25％、Si：1.6～2.0％、RE：4.4～5.0％，余量为Al。在原始ZL207铝合金基础上添加的金属目标水平按重量百分比为Ni：2.0％、Mn：0.3％和Sc：0.3％。
在原始ZL207铝合金基础上进行改善的具体方法包括如下步骤：
步骤一、按添加金属目标水平分别准备ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金、Al-2Sc中间合金、石墨坩埚和金属模具置于电子炉中，将温度升至260℃环境下保温预热115min；
步骤二、将步骤一所得预热的ZL207铝合金置于石墨坩埚内，然后放置于熔炼炉中，升温至780℃并保温60min得到完全融化的ZL207铝合金；
步骤三、向步骤二所得完全融化的ZL207铝合金中加入步骤一所得预热的Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将温度降至740℃并保温70min至所加入的中间合金完全融化，对所得合金液进行搅拌、CCl4粉末除气并保温40min；
步骤四、在步骤一预热的金属模具内刷涂ZnO水溶液作为脱锭液，将步骤三所得合金液浇铸至金属模具内，得到铝合金锭。
图5为本实施例方法改善后的铝合金的金相组织照片；改善后合金第二相百分比含量为18.92％，相比于原始合金18.35％提高3.1％，促进枝晶间相互交叉形成网状结构，加强晶粒间相互作用力。提高合金抵抗外力能力。
经XRD、EDS分析可知，本实施例所得改善后的铝合金主要强化相为Al7Cu23Ni，硬度为116HV，400℃抗拉强度达到110.4MPa，延伸率为12.3％。相比原始合金抗拉强度提高36.1％，延伸率提高44.7％。
实施例5
一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，本实施例使用的原始ZL207铝合金按重量百分比包括如下成分：Cu：3.0～3.4％、Mg：0.15～0.25％、Mn：0.9～1.2％、Ni：0.2～0.3％、Zr：0.15～0.25％、Si：1.6～2.0％、RE：4.4～5.0％，余量为Al。在原始ZL207铝合金基础上添加的金属目标水平按重量百分比为Ni：1.0％、Mn：0.2％和Sc：0.3％。
在原始ZL207铝合金基础上进行改善的具体方法包括如下步骤：
步骤一、按添加金属目标水平分别准备ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金、Al-2Sc中间合金、石墨坩埚和金属模具置于电子炉中，将温度升至270℃环境下保温预热110min；
步骤二、将步骤一所得预热的ZL207铝合金置于石墨坩埚内，然后放置于熔炼炉中，升温至790℃并保温70min得到完全融化的ZL207铝合金；
步骤三、向步骤二所得完全融化的ZL207铝合金中加入步骤一所得预热的Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将温度降至730℃并保温80min至所加入的中间合金完全融化，对所得合金液进行搅拌、CCl4粉末除气并保温40min；
步骤四、在步骤一预热的金属模具内刷涂ZnO水溶液作为脱锭液，将步骤三所得合金液浇铸至金属模具内，得到铝合金锭。
图6为本实施例方法改善后的铝合金的金相组织照片；改善后合金第二相百分比含量为18.88％，相比于原始合金18.35％提高2.9％，促进枝晶间相互交叉形成网状结构，加强晶粒间相互作用力。提高合金抵抗外力能力。
经XRD、EDS分析可知，本实施例所得改善后的铝合金主要强化相为Al7Cu23Ni，Al3Sc，硬度为113HV，400℃抗拉强度达到102.9MPa，延伸率为10.12％。相比原始合金抗拉强度提高26.9％，延伸率提高19.1％。
实施例6
一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，本实施例使用的原始ZL207铝合金按重量百分比包括如下成分：Cu：3.0～3.4％、Mg：0.15～0.25％、Mn：0.9～1.2％、Ni：0.2～0.3％、Zr：0.15～0.25％、Si：1.6～2.0％、RE：4.4～5.0％，余量为Al。在原始ZL207铝合金基础上添加的金属目标水平按重量百分比为Ni：1.5％、Mn：0.3％和Sc：0.1％。
在原始ZL207铝合金基础上进行改善的具体方法包括如下步骤：
步骤一、按添加金属目标水平分别准备ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金、Al-2Sc中间合金、石墨坩埚和金属模具置于电子炉中，将温度升至270℃环境下保温预热110min；
步骤二、将步骤一所得预热的ZL207铝合金置于石墨坩埚内，然后放置于熔炼炉中，升温至790℃并保温70min得到完全融化的ZL207铝合金；
步骤三、向步骤二所得完全融化的ZL207铝合金中加入步骤一所得预热的Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将温度降至730℃并保温80min至所加入的中间合金完全融化，对所得合金液进行搅拌、CCl4粉末除气并保温40min；
步骤四、在步骤一预热的金属模具内刷涂ZnO水溶液作为脱锭液，将步骤三所得合金液浇铸至金属模具内，得到铝合金锭。
图7为本实施例方法改善后的铝合金的金相组织照片；改善后合金第二相百分比含量为18.86％，相比于原始合金18.35％提高2.8％，促进枝晶间相互交叉形成网状结构，加强晶粒间相互作用力。提高合金抵抗外力能力。
经XRD、EDS分析可知，本实施例所得改善后的铝合金主要强化相为Al7Cu23Ni，硬度为114HV，400℃抗拉强度达到101.7MPa，延伸率为9.88％。相比原始合金抗拉强度提高25.4％，延伸率提高16.2％。
实施例7
一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，本实施例使用的原始ZL207铝合金按重量百分比包括如下成分：Cu：3.0～3.4％、Mg：0.15～0.25％、Mn：0.9～1.2％、Ni：0.2～0.3％、Zr：0.15～0.25％、Si：1.6～2.0％、RE：4.4～5.0％，余量为Al。在原始ZL207铝合金基础上添加的金属目标水平按重量百分比为Ni：2.0％、Mn：0.1％和Sc：0.2％。
在原始ZL207铝合金基础上进行改善的具体方法包括如下步骤：
步骤一、按添加金属目标水平分别准备ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金、Al-2Sc中间合金、石墨坩埚和金属模具置于电子炉中，将温度升至280℃环境下保温预热105min；
步骤二、将步骤一所得预热的ZL207铝合金置于石墨坩埚内，然后放置于熔炼炉中，升温至800℃并保温80min得到完全融化的ZL207铝合金；
步骤三、向步骤二所得完全融化的ZL207铝合金中加入步骤一所得预热的Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将温度降至720℃并保温90min至所加入的中间合金完全融化，对所得合金液进行搅拌、CCl4粉末除气并保温50min；
步骤四、在步骤一预热的金属模具内刷涂ZnO水溶液作为脱锭液，将步骤三所得合金液浇铸至金属模具内，得到铝合金锭。
图8为本实施例方法改善后的铝合金的金相组织照片；改善后合金第二相百分比含量为18.9％，相比于原始合金18.35％提高3％，促进枝晶间相互交叉形成网状结构，加强晶粒间相互作用力。提高合金抵抗外力能力。
经XRD、EDS分析可知，本实施例所得改善后的铝合金主要强化相为Al1.1Ni0.9，硬度为116HV，400℃抗拉强度达到105.6MPa，延伸率为10.76％。相比原始合金抗拉强度提高30.2％，延伸率提高26.6％。
实施例8
一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，本实施例使用的原始ZL207铝合金按重量百分比包括如下成分：Cu：3.0～3.4％、Mg：0.15～0.25％、Mn：0.9～1.2％、Ni：0.2～0.3％、Zr：0.15～0.25％、Si：1.6～2.0％、RE：4.4～5.0％，余量为Al。在原始ZL207铝合金基础上添加的金属目标水平按重量百分比为Ni：1.0％、Mn：0.3％和Sc：0.2％。
在原始ZL207铝合金基础上进行改善的具体方法包括如下步骤：
步骤一、按添加金属目标水平分别准备ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金、Al-2Sc中间合金、石墨坩埚和金属模具置于电子炉中，将温度升至280℃环境下保温预热105min；
步骤二、将步骤一所得预热的ZL207铝合金置于石墨坩埚内，然后放置于熔炼炉中，升温至800℃并保温80min得到完全融化的ZL207铝合金；
步骤三、向步骤二所得完全融化的ZL207铝合金中加入步骤一所得预热的Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将温度降至720℃并保温90min至所加入的中间合金完全融化，对所得合金液进行搅拌、CCl4粉末除气并保温50min；
步骤四、在步骤一预热的金属模具内刷涂ZnO水溶液作为脱锭液，将步骤三所得合金液浇铸至金属模具内，得到铝合金锭。
图9为本实施例方法改善后的铝合金的金相组织照片；改善后合金第二相百分比含量为18.41％，相比于原始合金18.35％提高0.3％，促进枝晶间相互交叉形成网状结构，加强晶粒间相互作用力。提高合金抵抗外力能力。
经XRD、EDS分析可知，本实施例所得改善后的铝合金主要强化相为Al3Ni，Al3Sc，硬度为123HV，400℃抗拉强度达到96.9MPa，延伸率为9.4％。相比原始合金抗拉强度提高19.5％，延伸率提高10.6％。
实施例9
一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，本实施例使用的原始ZL207铝合金按重量百分比包括如下成分：Cu：3.0～3.4％、Mg：0.15～0.25％、Mn：0.9～1.2％、Ni：0.2～0.3％、Zr：0.15～0.25％、Si：1.6～2.0％、RE：4.4～5.0％，余量为Al。在原始ZL207铝合金基础上添加的金属目标水平按重量百分比为Ni：1.5％、Mn：0.1％和Sc：0.3％。
在原始ZL207铝合金基础上进行改善的具体方法包括如下步骤：
步骤一、按添加金属目标水平分别准备ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金、Al-2Sc中间合金、石墨坩埚和金属模具置于电子炉中，将温度升至300℃环境下保温预热100min；
步骤二、将步骤一所得预热的ZL207铝合金置于石墨坩埚内，然后放置于熔炼炉中，升温至800℃并保温80min得到完全融化的ZL207铝合金；
步骤三、向步骤二所得完全融化的ZL207铝合金中加入步骤一所得预热的Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将温度降至720℃并保温90min至所加入的中间合金完全融化，对所得合金液进行搅拌、CCl4粉末除气并保温50min；
步骤四、在步骤一预热的金属模具内刷涂ZnO水溶液作为脱锭液，将步骤三所得合金液浇铸至金属模具内，得到铝合金锭。
图10为本实施例方法改善后的铝合金的金相组织照片；改善后合金第二相百分比含量为18.53％，相比于原始合金18.35％提高1％，促进枝晶间相互交叉形成网状结构，加强晶粒间相互作用力。提高合金抵抗外力能力。
经XRD、EDS分析可知，本实施例所得改善后的铝合金主要强化相为Al3Ni、Al3Sc、Al7Cu4Ni,Al7Cu23Ni，硬度为123HV，400℃抗拉强度达到97.2MPa，延伸率为9.56％。相比原始合金抗拉强度提高19.9％，延伸率提高12.5％。
实施例10
一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，本实施例使用的原始ZL207铝合金按重量百分比包括如下成分：Cu：3.0～3.4％、Mg：0.15～0.25％、Mn：0.9～1.2％、Ni：0.2～0.3％、Zr：0.15～0.25％、Si：1.6～2.0％、RE：4.4～5.0％，余量为Al。在原始ZL207铝合金基础上添加的金属目标水平按重量百分比为Ni：2.0％、Mn：0.2％和Sc：0.1％。
在原始ZL207铝合金基础上进行改善的具体方法包括如下步骤：
步骤一、按添加金属目标水平分别准备ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金、Al-2Sc中间合金、石墨坩埚和金属模具置于电子炉中，将温度升至300℃环境下保温预热100min；
步骤二、将步骤一所得预热的ZL207铝合金置于石墨坩埚内，然后放置于熔炼炉中，升温至800℃并保温80min得到完全融化的ZL207铝合金；
步骤三、向步骤二所得完全融化的ZL207铝合金中加入步骤一所得预热的Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将温度降至720℃并保温90min至所加入的中间合金完全融化，对所得合金液进行搅拌、CCl4粉末除气并保温50min；
步骤四、在步骤一预热的金属模具内刷涂ZnO水溶液作为脱锭液，将步骤三所得合金液浇铸至金属模具内，得到铝合金锭。
图11为本实施例方法改善后的铝合金的金相组织照片；改善后合金第二相百分比含量为18.58％，相比于原始合金18.35％提高1.3％，促进枝晶间相互交叉形成网状结构，加强晶粒间相互作用力。提高合金抵抗外力能力。经XRD、EDS分析可知，本实施例所得改善后的铝合金主要强化相为Al3Ni，硬度为111HV，400℃抗拉强度达到97.3MPa，延伸率为9.71％。相比原始合金抗拉强度提高20％，延伸率提高14.2％。

Claims (6)

1.一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将ZL207铝合金、Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金、Al-2Sc中间合金、石墨坩埚和金属模具置于250℃～300℃环境下进行保温预热，所述ZL207铝合金按重量百分比包括如下成分：Cu：3.0～3.4％、Mg：0.15～0.25％、Mn：0.9～1.2％、Ni：0.2～0.3％、Zr：0.15～0.25％、Si：1.6～2.0％、RE：4.4～5.0％，余量为Al；
步骤二、将步骤一所得预热的ZL207铝合金置于石墨坩埚内，升温至780℃～800℃并保温一定时间得到完全融化的ZL207铝合金；
步骤三、向步骤二所得完全融化的ZL207铝合金中加入步骤一所得预热的Al-10Ni中间合金、Al-10Mn中间合金和Al-2Sc中间合金，将温度降至720℃～750℃并保温至所加入的中间合金完全融化，对所得合金液进行搅拌、除气并保温一定时间，
步骤四、将步骤三所得合金液浇铸至步骤一预热的金属模具内，得到铝合金锭，所得铝合金锭在ZL207铝合金基础上添加的金属水平按重量百分比包括Ni：1.0％、Mn：0.3％和Sc：0.1％。
2.根据权利要求1所述一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，其特征在于，步骤一所述250℃～300℃保温预热时间为100min～120min。
3.根据权利要求2所述一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，其特征在于，步骤二所述在780℃～800℃保温时间为60min～80min。
4.根据权利要求3所述一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，其特征在于，步骤三所述720℃～750℃保温时间为60min～90min。
5.根据权利要求4所述一种改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法，其特征在于，步骤三所述除气药品为CCl4粉末，所述合金液搅拌除气并保温的时间为30min～50min。
6.一种根据权利要求1-5任一所述改善ZL207铝合金组织与力学性能的方法制备的铝合金。
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