CN115418535B

CN115418535B - 铝合金材料及其制备方法和应用、铝合金制品

Info

Publication number: CN115418535B
Application number: CN202211012935.2A
Authority: CN
Inventors: 张鑫; 李伟; 乔小兵; 谢文才
Original assignee: FAW Jiefang Automotive Co Ltd
Current assignee: FAW Jiefang Automotive Co Ltd
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2023-08-18
Anticipated expiration: 2042-08-23
Also published as: CN115418535A

Abstract

本发明涉及一种铝合金材料及其制备方法和应用、铝合金制品，按质量百分数计，铝合金材料包括以下组分：硅6％～11％、镁0.25％～0.9％、铜0.3％～1.2％、锌≤0.25％、铁≤0.25％、锰0.5％～1.0％、铬≤0.35％、锆≤0.25％、钒≤0.2％、锶≤0.05％、稀土元素0.01％～0.3％、镍≤0.2％、铅≤0.2％、锡≤0.2％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝；所述稀土元素为镧和铈的混合物。通过将硅、镁、铜、锰、铬、锆、钒、锶和特定种类的稀土元素按特定比例添加，以及控制铁、锌、镍、铅、锡的含量，各组分按特定比例作用，有效提升铝合金材料的塑性、韧性、抗拉强度和屈服强度。

Description

铝合金材料及其制备方法和应用、铝合金制品

技术领域

本发明涉及合金领域，特别是涉及一种铝合金材料及其制备方法和应用、铝合金制品。

背景技术

随着汽车技术及轻量化水平的不断发展，铝合金材料在车身、底盘、动力系统等车零部件上的应用比例逐年增加。为满足车零部件的可靠性要求，往往要求铝合金材料具有较高的强度、韧性和塑性。然而，传统的铝合金材料无法兼顾强度、韧性和塑性。

因此，提供一种可兼顾较高强度、韧性和塑性的铝合金材料具有重要意义。

发明内容

基于此，本发明提供了一种抗拉强度、屈服强度、韧性和塑性较高的铝合金材料及其制备方法和应用、铝合金制品。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下。

一种铝合金材料，按质量百分数计，包括以下组分：

硅6％～11％、镁0.25％～0.9％、铜0.3％～1.2％、锌≤0.25％、铁≤0.25％、锰0.5％～1.0％、铬≤0.35％、锆≤0.25％、钒≤0.2％、锶≤0.05％、稀土元素0.01％～0.3％、镍≤0.2％、铅≤0.2％、锡≤0.2％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝；所述稀土元素为镧和铈的混合物。

在其中一些实施例中，铝合金材料中，按质量百分数计，包括以下组分：

硅7％～10％、镁0.3％～0.7％、铜0.4％～1.0％、锌≤0.2％、铁≤0.25％、锰0.5％～0.9％、铬0.05％～0.20％、锆0.02％～0.2％、钒0.01％～0.2％、锶0.01％～0.03％、稀土元素0.01％～0.25％、镍≤0.1％、铅≤0.1％、锡≤0.1％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

硅7.5％～10％、镁0.3％～0.6％、铜0.5％～0.8％、锌≤0.2％、铁≤0.25％、锰0.5％～0.8％、铬0.05％～0.15％、锆0.02％～0.15％、钒0.02％～0.15％、锶0.01％～0.025％、稀土元素0.05％～0.2％、镍≤0.05％、铅≤0.05％、锡≤0.05％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

在其中一些实施例中，铝合金材料中，所述镧与所述铈的质量比为1:(1～3)。

在其中一些实施例中，铝合金材料中，所述稀土元素与所述锶的质量比为1:(2～20)。

相应地，本发明还提供了一种铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：

按照上述的铝合金材料的组分提供各原料，将各原料混合后，依次进行熔炼、精炼及浇注，得到铝合金材料。

在其中一些实施例中，铝合金材料的制备方法中，所述精炼的温度为710℃～730℃。

在其中一些实施例中，铝合金材料的制备方法中，在进行所述浇注步骤之前，还包括将精炼后的铝合金液于650℃～680℃静置10min～20min的步骤。

本发明提供了上述的铝合金材料在制备铝合金制品中的应用。

本发明提供了一种铝合金制品，其材质包含上述的铝合金材料。

与现有技术相比较，本发明的铝合金材料具有如下有益效果：

上述铝合金材料，镁和硅生成Mg₂Si强化相，可有效提高铝合金材料的屈服强度；铜与铝形成有限固溶体，通过铜原子挤入产生的晶格畸变，阻碍位错的运动，从而提升铝合金材料的抗拉强度和屈服强度；通过控制铁的含量，且锰与铁反应，将粗大针、片状β-Al₅FeSi相转变为块状AlSiMnFe相，而钒可进一步将AlSiMnFe相球化成点状化合物，改善β-Al₅FeSi相对铝合金材料韧性和塑性的影响，从而有效提升铝合金材料的韧性和塑性；铬可进一步调控铁相，从而进一步降低铁相对铝合金材料韧性和塑性的影响，以及锰和铬可提升铝合金材料的脱模性；钒和铝生成Al₁₁V难溶化合物可作为α固溶体的结晶核，起到细化晶粒的作用；锆可阻碍枝晶生长，减小二次枝晶间距，从而进一步细化晶粒；锶和特定种类的稀土元素可对共晶硅形态进行变质处理，获得二维下呈分散短杆状及点状，三维下呈“羽毛状”的共晶硅，减少共晶硅对α-Al基体割裂的影响，实现共晶硅形态调控，进而提升铝合金材料的韧性。通过将硅、镁、铜、锰、铬、锆、钒、锶和特定种类的稀土元素按特定比例添加，以及控制铁、锌、镍、铅、锡的含量，各组分按特定比例作用，有效提升铝合金材料的塑性、韧性、抗拉强度和屈服强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例2提供的铝合金材料的共晶硅二维微观形貌图；

图2为实施例2提供的铝合金材料的共晶硅三维微观形貌图；

图3为实施例2提供的铝合金材料的拉伸应力-应变曲线图；

图4为对比例3提供的铝合金材料的共晶硅二维微观形貌图；

图5为对比例3提供的铝合金材料的共晶硅三维微观形貌图；

图6为对比例3提供的铝合金材料的拉伸应力-应变曲线图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。应当理解，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

本发明的技术人员在研究过程中发现，影响铝合金材料的强韧性(包括抗拉强度、拉伸强度、韧性和塑性)的主要因素有气孔、夹渣、共晶硅形态等，其中铝合金材料中的气体85％以上是氢气，短条状共晶硅(二维形貌)或直片状共晶硅(三维形貌)对α-Al基体形成割裂，损伤合金塑性。故提出降低铝合金材料中氢气含量，减少气孔缺陷，避免短条状、直片状共晶硅生成，对于提升铝合金材料的强韧性具有重要意义。

本发明一实施方式提供了一种铝合金材料，其特征在于，按质量百分数计，包括以下组分：

镁和硅生成Mg₂Si强化相，可有效提高铝合金材料的屈服强度；铜与铝形成有限固溶体，通过铜原子挤入产生的晶格畸变，阻碍位错的运动，从而提升铝合金材料的抗拉强度和屈服强度；采用Mn-Cr元素复合调控铁相，减轻铁相对铝合金材料韧性和塑性的影响，同时提升铝合金材料的脱模性；采用V-Zr元素复合细化，实现组织晶粒细化；并通过添加Sr-Re元素，获得二维下呈分散短杆状及点状，三维下呈“羽毛状”的共晶硅，实现共晶硅形态调控，进而提升铝合金材料的韧性和塑性。

可以理解，铝合金材料中，按质量百分数计，硅包括但不限于6％、7％、7.5％、7.65％、8％、9％、9.82％、10％、10.4％、11％；。镁包括但不限于0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.5％、0.56％、0.6％、0.65％、0.7％、0.8％、0.86％、0.9％；铜包括但不限于0.3％、0.35％、0.4％、0.5％、0.56％、0.6％、0.7％、0.78％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.18％、1.2％；锰包括但不限于0.5％、0.52％、0.6％、0.63％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.9％、1.0％；铬包括但不限于0.01％、0.05％、0.1％、0.11％、0.16％、0.15％、0.18％、0.20％、0.25％、0.3％、0.35％；锆包括但不限于0.02％、0.05％、0.1％、0.15％、0.16％、0.2％、0.25％；钒包括但不限于0.01％、0.02％、0.05％、0.07％、0.09％、0.1％、0.15％、0.18％、0.2％；锶包括但不限于0.01％、0.02％、0.021％、0.023％、0.025％、0.03％、0.04％、0.05％；稀土元素包括但不限于0.01％、0.05％、0.1％、0.15％、0.2％、0.21％、0.23％、0.25％、0.3％。

在其中一些示例中，铝合金材料中，按质量百分数计，包括以下组分：

在其中一些示例中，铝合金材料中，镧与铈的质量比为1:(1～3)。

可以理解，镧与铈的质量比包括但不限于1:1、1:1.5、1:1.8、1:2、1:2.5、1:2.8、1:3。

在其中一些示例中，铝合金材料中，稀土元素与锶的质量比为1:(2～20)。

可以理解，稀土元素与锶的质量比包括但不限于1:2、1:5、1:6、1:6.5、1:8、1:10、1:11、1:12.6、1:13、1:15、1:18、1:20。

可选地，稀土元素与锶的质量比为1:(6～13)。

上述铝合金材料，镁和硅生成Mg₂Si强化相，可有效提高铝合金材料的屈服强度；铜与铝形成有限固溶体，通过铜原子挤入产生的晶格畸变，阻碍位错的运动，从而提升铝合金材料的抗拉强度和屈服强度；通过控制铁的含量，且锰与铁反应，将粗大针、片状β-Al₅FeSi相转变为块状AlSiMnFe相，而钒可进一步将AlSiMnFe相球化成点状化合物，改善β-Al₅FeSi相对铝合金材料韧性和塑性的影响，从而有效提升铝合金材料的韧性和塑性；铬可进一步调控铁相，从而进一步降低铁相对铝合金材料韧性和塑性的影响，以及锰和铬可提升铝合金材料的脱模性；钒和铝生成Al₁₁V难溶化合物可作为α固溶体的结晶核，起到细化晶粒的作用；锆可阻碍枝晶生长，减小二次枝晶间距，从而进一步细化晶粒；锶和特定种类的稀土元素可对共晶硅形态进行变质处理，获得二维下呈分散短杆状及点状，三维下呈“羽毛状”的共晶硅，实现共晶硅形态调控，进而提升铝合金材料的韧性。

本发明的技术人员通过试验还得出：当硅元素含量较低时，铝合金材料的铸造性能变差，而当硅含量较高时，容易侵蚀坩埚和出现硬质点，使得加工性变差；特定比例的镁和硅生成的Mg₂Si强化相，可有效提高铝合金材料的屈服强度，但当镁含量较高，会生成过量的Mg₂Si强化相，会导致铝合金材料的塑性降低；铜与铝形成有限固溶体，可提升铝合金材料的抗拉强度和屈服强度，但铜也会对铝合金材料的塑性造成影响；钒和铝生成Al₁₁V难溶化合物可作为α固溶体的结晶核，起到细化晶粒的作用，但钒含量较高时，反过来会影响铝合金材料的塑性；锆可细化晶粒，但锆含量较高时，会形成粗大Al₃Zr金属间化合物，不利于铝合金材料的强度与塑性。

本发明通过将硅、镁、铜、锰、铬、锆、钒、锶和特定种类的稀土元素按特定比例添加，以及控制铁、锌、镍、铅、锡的含量，各组分按特定比例作用，有效提升铝合金材料的塑性、韧性、抗拉强度和屈服强度。

上述铝合金材料，在浇注步骤后无需经过热处理，在铸态下即具有较高的塑性、抗拉强度和屈服强度，有效降低铝合金材料的制造成本，以及避免铸件经过热处理变形的问题，同时降低碳排放。

本发明一实施方式提供了一种铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：

具体地，包括步骤S10～S40。

步骤S10：按照上述的铝合金材料的组分提供各原料，将各原料混合后，进行熔炼。

在其中一些示例中，步骤S10中，原料包括铝锭、镁锭、铜板、铝硅、铝锰、铝钒、铝锆、铝铬、铝锶、铝稀土中间合金。

可以理解，铁、锌、镍、铅、锡为上述合金中的杂质元素引入，最终制得的铝合金材料中的成分含量符合上述比例即可。

在其中一些示例中，步骤S10中，熔炼的温度为700℃～740℃。

可以理解，熔炼的温度包括但不限于700℃、710℃、720℃、725℃、730℃、740℃。

在其中一些示例中，步骤S10中，还包括加入覆盖剂。

进一步地，覆盖剂选自氯化镁和氯化钾中的至少一种。

在其中一些示例中，步骤S10中，将原料在120℃～150℃下干燥1h～2h，待用。

在其中一些示例中，步骤S10中，包括以下步骤：

将铝锭和铝锰、铝硅中间合金放入坩埚，于700℃～740℃熔化后，加入铜板和铝钒、铝锆、铝铬中间合金继续熔化，去除熔体表面杂质；

将温度降至680℃～700℃，加入镁块、铝锶、铝稀土中间合金熔化，以及加入覆盖剂进行熔炼。

可以理解，在加入铜板和铝钒、铝锆、铝铬中间合金时，需没入合金熔体内，避免新投入的铜板及中间合金露出液面发生氧化烧损。

步骤S20：将步骤S10得到铝合金液进行精炼。

在其中一些示例中，步骤S20中，精炼的温度为710℃～730℃。

在其中一些示例中，步骤S20中，采用氩气和熔剂进行复合精炼。

在其中一些示例中，步骤S20中，精炼剂选自六氯乙烷、二氯化锌、二氯化锰或市售RJ-1中的至少一种。

在其中一些示例中，精炼步骤结束后，扒渣去除熔体上表面杂质。

在其中一些示例中，步骤S20中，将精炼后的铝合金液进行浇注之前，还包括步骤S21。

步骤S21：将精炼后的铝合金液于650℃～680℃静置10min～20min。

可以理解，精炼后的铝合金液静置的温度包括但不限于650℃、660℃、665℃、670℃、680℃；静置的时间包括但不限于10min、11min、12min、15min、18min、20min.

本发明的技术人员在研究中发现，传统铝合金液静置温度较高，有利于铝合金液中的杂质上浮，但同时静置温度较高，氢在铝合金液中的溶解度也较高；本发明采用“梯度温度”方式进行除气，可有效降低铝合金液中的含氢量，实现进一步除气，从而进一步提升铝合金材料的韧性，原理如下：

铝合金液在710℃～730℃进行精炼除气并扒渣，随后铝合金液降温至650℃～680℃静置10～20min，由于上述铝合金液的液相线温度为620℃～640℃，通过将铝合金液在稍高于液相线的温度下(650℃～680℃)下静置，实现降低氢在铝合金液中的溶解度，同时达到铝合金液内氢上浮并排除的目的，减少铝合金含气量，降低铸件气孔类缺陷，从而有效提升铝合金材料的抗拉强度、屈服强度和塑性。

步骤S30：将步骤S20得到的铝液进行浇注，得到铝合金材料。

在其中一些示例中，步骤S30中，浇注时铝合金液的温度为670℃～690℃。

可以理解，浇注时铝合金液的温度包括但不限于670℃、675℃、678℃、680℃、682℃、685℃、688℃、690℃。

在其中一些示例中，步骤S30中，浇铸的方式为真空压铸、压力铸造、挤压铸造。

本发明一实施方式提供了上述铝合金材料在制备铝合金制品中的应用。本发明另一实施方式提供了一种铝合金制品，其材质包含上述的铝合金材料。

上述铝合金材料于制备铝合金制品，可赋予铝合金制品较高塑性、抗拉强度和屈服强度。

在其中一些实施例中，铝合金制品包括但不限于汽车铸铝件、电线电缆、交轨型材、电极。

在其中一些实施例中，铝合金制品的材质可为上述的铝合金材料，即采用上述的铝合金材料直接制备铝合金制品。在另一些实施例中，铝合金制品的材质除了包含上述的铝合金材料，还可包括其他材料。

具体实施例

以下按照本发明的铝合金材料及其制备方法和应用举例，可理解，本发明的铝合金材料及其制备方法和应用并不局限于下述实施例。

实施例1

按质量百分数计，包括以下组分：

硅10.4％；镁0.86％；铜1.18％；锌≤0.01％；锰0.63％；铁0.10％；锆0.16％；铬0.16％；锶0.023％；钒0.09％；稀土元素0.29％，稀土元素为镧和铈的混合物，两者质量比为1：1；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免单个杂质含量≤0.05％，不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝；

按照上述组分配比准备铝锭、镁锭、铜板、铝硅、铝锰、铝钒、铝锆、铝铬、铝锶、铝稀土中间合金原料和熔剂，原料与熔剂在140℃～150℃下烘干预热1.5h后待用；

(1)将铝锭、铝锰和铝硅中间合金放入坩埚，于700℃熔化后进行搅拌，再加入铜板、铝钒、铝锆、铝铬中间合金并没入合金熔体内，待铜板和中间合金完全熔化后再次进行搅拌并去除熔体表面杂质；将铝合金液温度降至680℃后，将镁块、铝锶、铝稀土中间合金快速压入坩埚底部熔化，并加入覆盖剂(主要成分为MgCl₂、KCl)进行熔炼，随后将铝合金液升温至710℃，加入精炼剂并通入惰性气体进行精炼除气，之后再次扒渣去除熔体上杂质；

(2)将扒渣后的铝合金液降温至660℃，静置20min；

(3)将步骤(2)得到的铝合金液升温至680℃，并进行成分检测且合格后，采用压力铸造方法制备铝合金试棒。

实施例2

与实施例1基本相同，不同点在于：

按质量百分数计，包括以下组分：

硅9.82％；镁0.56％；铜1.00％；锌≤0.01％；锰0.52％；铁0.14％；锆0.15％；铬0.18％；锶0.021％；钒0.09％；稀土0.23％，稀土元素为镧和铈的混合物，两者质量比为1：1；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免单个杂质含量≤0.05％，不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝；

(1)熔化的温度为720℃，精炼的温度为720℃；

(2)将扒渣后的铝合金液降温至650℃，静置10min。

实施例2制得的铝合金材料的共晶硅二维微观形貌图如图1所示，共晶硅呈分散短杆状及点状；共晶硅三维微观形貌图如图2所示，呈“羽毛状”结构；拉伸应力-应变曲线图如图3所示。

实施例3

与实施例2基本相同，不同点在于，组分比例不同，具体如下：

硅7.65％；镁0.35％；铜0.78％；锌≤0.01％；锰0.65％；铁0.15％；锆0.10％；铬0.11％；锶0.023％；钒0.07％；稀土0.15％，稀土元素为镧和铈的混合物，两者质量比为1：3；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免单个杂质含量≤0.05％，不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

实施例4

与实施例1基本相同，不同点在于：

按质量百分数计，包括以下组分：

硅6％；镁0.25％；铜0.3％；锌≤0.01％；锰1.0％；铁0.14％；锆0.15％；铬0.18％；锶0.021％；钒0.09％；稀土0.23％，稀土元素为镧和铈的混合物，两者质量比为1：1；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免单个杂质含量≤0.05％，不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

实施例5

与实施例2基本相同，不同点在于：

(2)将扒渣后的铝合金液降温至680℃，静置10min。

实施例6

与实施例2基本相同，不同点在于：

(2)将扒渣后的铝合金液降温至690℃，静置10min。

对比例1

按质量百分数计，包括以下组分：

硅7.05％；镁0.014％；铜0.014％；锌≤0.01％；锰0.39％；铁0.14％；锆0.08％；铬0.10％；锶0.029％；钒0.08％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免单个杂质含量≤0.05％，不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝；

(1)同实施例1步骤(1)；

(2)将步骤(1)得到的铝合金液升温至690℃，并进行成分检测且合格后，采用压力铸造方法制备铝合金试棒。

对比例2

按质量百分数计，包括以下组分：

硅6.20％；镁0.26％；铜0.44％；锌≤0.01％；锰0.34％；铁0.11％；铬0.11％；锶0.023％；锆≤0.01％；钒≤0.01％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免单个杂质含量≤0.05％，不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝；

(1)同实施例1步骤(1)；

对比例3

与对比例2基本相同，不同点在于，组分比例不同，具体如下：

按质量百分数计，包括以下组分：

硅9.24％；镁0.41％；铜1.10％；锌≤0.01％；锰0.53％；铁0.17％；锆0.13％；铬≤0.01％；锶0.023％；钒0.12％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免单个杂质含量≤0.05％，不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

对比例3制得的铝合金材料的共晶硅二维微观形貌图如图4所示，共晶硅呈短条状；共晶硅三维微观形貌图如图5所示，共晶硅呈直片状结构；拉伸应力-应变曲线图如图6所示。

对比例4

按质量百分数计，包括以下组分：

硅8.56％；镁0.23％；铜0.07％；锌≤0.01％；锰0.35％；铁0.20％；钛0.14％；锆0.15％；铬0.16％；锶0.020％；钙0.009％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免单个杂质含量≤0.05％，不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

对比例5

按质量百分数计，包括以下组分：

硅8.50％；镁0.39％；铜0.60％；锌≤0.02％；锰1.10％；铁0.52％；锆＜0.01％；铬＜0.01％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

对比例6

与实施例2基本相同，不同点在于：

按质量百分数计，包括以下组分：

硅3％；镁1.56％；铜2.00％；锌≤0.01％；锰0.52％；铁0.14％；锆0.8％；铬0.18％；锶0.021％；钒0.9％；稀土0.23％，稀土元素为镧和铈的混合物，两者质量比为1：1；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免单个杂质含量≤0.05％，不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

对比例7

与实施例2的不同点在于，稀土金属为质量比为1:1的镧和钇。

对比例8

与实施例2的不同点在于，稀土金属为质量比为1:1的镨和钕。

各实施例和对比例铝合金材料的组分及比例如表1所示，单位为wt％。

表1

其中，“稀土:锶”指的是稀土与锶的质量比。

将上述各实施例和各对比例制得的铝合金材料在铸态下进行抗拉强度、屈服强度、延伸率性能测试和针孔度分析。其中，抗拉强度、屈服强度、延伸率的测试条件和测试标准执行GB/T 228.1；针孔度分析执行标准JB/T 7946.3；强塑积为抗拉强度与延伸率的乘积，用来评估铝合金材料的韧性，测试结果如表2所示。

表2

从表2可知，相比对比例，实施例的铝合金材料的在保证一定强度性能基础上，还具有较高塑性和韧性，且具有较低的氢含量和针孔度级别；其中，实施例3的强塑积和延伸率又进一步优于其他实施例。而对比例1和对比例4的强塑积和延伸率虽然较高，但由于其抗拉强度＜290MPa，屈服强度＜140MPa，强度性能难以满足要求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于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。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.一种铝合金材料，其特征在于，按质量百分数计，由以下组分组成：

硅7%~10%、镁0.3%~0.7%、铜0.4%~1.0%、锌≤0.2%、铁≤0.25%、锰0.5%~0.9%、铬0.05%~0.20%、锆0.02%~0.2%、钒0.01%~0.2%、锶0.01%~0.03%、稀土元素0.01%~0.25%、镍≤0.1%、铅≤0.1%、锡≤0.1%，其它单个杂质含量≤0.05%，其它杂质总含量≤0.15%，余量的铝；所述稀土元素为镧和铈的混合物，所述镧与所述铈的质量比为1:(1~3)，所述稀土元素与所述锶的质量比为1:(2~20)；

所述铝合金材料的制备包括以下步骤：

按照所述组分提供各原料，将各原料混合后，依次进行熔炼、精炼及浇注；在进行所述浇注步骤之前，还包括将精炼后的铝合金液于650℃~680℃静置10 min~20 min的步骤。

2.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，按质量百分数计，由以下组分组成：

硅7.5%~10%、镁0.3%~0.6%、铜0.5%~0.8%、锌≤0.2%、铁≤0.25%、锰0.5%~0.8%、铬0.05%~0.15%、锆0.02%~0.15%、钒0.02%~0.15%、锶0.01%~0.025%、稀土元素0.05%~0.2%、镍≤0.05%、铅≤0.05%、锡≤0.05%，其它单个杂质含量≤0.05%，其它杂质总含量≤0.15%，余量的铝。

3.如权利要求1~2任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述稀土元素与所述锶的质量比为1:(6~13)。

4.一种铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照权利要求1~3任一项所述的铝合金材料的组分提供各原料，将各原料混合后，依次进行熔炼、精炼及浇注，得到铝合金材料；

在进行所述浇注步骤之前，还包括将精炼后的铝合金液于650℃~680℃静置10 min~20min的步骤。

5.如权利要求4所述的铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述精炼的温度为710℃~730℃。

6.如权利要求1~3任一项所述的铝合金材料在制备铝合金制品中的应用。

7.一种铝合金制品，其特征在于，其材质包含如权利要求1~3任一项所述的铝合金材料。