CN1161484C - 一种铝铒合金 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属合金技术领域。本发明所提供的铝铒合金，其特征在于：在铝或铝合金的基体中加入了0.01～1.0%(重量百分比)的稀土Er。稀土Er的最佳含量范围为：0.1～0.3%(重量百分比)。该铝铒合金的制备方法是在铝或铝合金熔炼过程中通过加入经真空熔炼的Al-Er中间合金实现的。本发明由于加入了稀土Er，大大提高了纯铝及铝合金的机械性能，使合金的拉伸强度(σb)和屈服强度(σ0.2)均提高20%以上，其延伸率(δ)保持不变或略有升高。同时，稀土Er还明显提高了铝及铝合金的再结晶温度。该铝铒合金可作为航空航天、建筑、汽车等行业的结构件。
Description
一、技术领域
本发明属于金属合金技术领域。
二、背景技术
文献调查的结果表明，国外在稀土铝合金方面的研究极少，仅有的报道也仅仅限于在含Sc的铝合金的研究。国内有关稀土在铝合金中的应用起步于二十世纪七十年代末期，在稀土用于铸造Al-Si合金中的变质作用、稀土在电工铝合金中的应用以及稀土在建筑铝型材中的应用等方面取得了良好的效果，对稀土Ce、Y在Al-Si合金中的作用也进行了一定的研究。然而，以上应用及研究大都用的是混合稀土，即使用单一稀土也只限于Al-Li合金中。而对于最基本的有关稀土在纯Al中的赋存状态及对纯Al性能的影响方面缺乏应用研究。目前发现稀土Er对纯Al有较显著的强化效果，其强化作用主要来自于细晶及在晶内形成均匀分布的细小Al3Er相。Al3Er与Al3Sc及Al3Zr结构相同，属Pm3m空间群(简立方)，晶格参数接近Al。由此可推断，继Sc后，Er有望成为改善铝合金性能的有效合金元素，Er在铝合金中的这种作用至今尚未见任何报道。
三、发明内容
本发明所要解决的问题是寻找一种适用于铝合金微合金化的稀土元素，对铝或铝合金基体起到强化作用，从而提高铝合金的性能。
本发明所提供的铝铒合金，其特征在于在铝或铝镁合金的基体中加入了0.01～1.0％(重量百分比)的稀土Er。
以上所述的稀土Er的优选含量范围为：0.1～0.3％(重量百分比)。
该铝铒合金的制备方法是在铝或铝合金熔炼过程中通过加入经真空熔炼的Al-Er中间合金实现的。
本发明由于加入了稀土Er，大大提高了纯铝及铝合金的机械性能，使合金的抗拉强度(σb)和屈服强度(σ0.2)均提高20％以上，其延伸率(δ)保持不变或略有升高。同时，稀土Er还明显提高了铝及铝合金的再结晶温度。铝合金性能的改善主要是由于Er与基体形成了共格或半共格的Al3Er细小颗粒。
四、附图说明：
图1：纯Al和Al-0.1Er的硬度与退火温度关系曲线；
图2：Al-3Mg和Al-3Mg-0.1Er的硬度与退火温度关系曲线。
五、具体实施方式：
例1：采用石墨坩埚和铁模铸造法制备合金铸锭，所用原料为99.99％高纯铝及Al-6％Er的中间合金。铸锭经热轧-中间退火-冷轧(80％)制得2mm厚板材。表1中列出了四种Er含量合金及纯Al的冷轧态和退火态拉伸性能。从中可以看出，Er可不同程度地提高冷轧态及退火态纯Al的抗拉强度和屈服强度，而且随着Er添加量的增加，强度提高幅度亦增加，但增加趋势减缓。Er对纯Al的塑性影响不大。
表1纯Al和Al-Er合金不同状态的拉伸性能
采用硬度和金相相结合的方法，确定了合金的再结晶温度。金相观察表明，经225℃、1小时退火后，纯Al已发生明显再结晶，而Al-0.1Er合金刚出现再结晶迹象；经400℃、1小时退火，纯Al的晶粒已明显粗化，而Al-0.1Er合金的晶粒为细小等轴晶。图1为纯Al和Al-0.1Er的硬度与退火温度关系曲线。由图1可以确定纯Al和Al-0.1Er的起始再结晶温度Ts及终了再结晶温度Tf(如图1中箭头所示)，加入0.1％Er，使纯Al的再结晶温度提高了50℃左右。
例2：采用石墨坩埚和铁模铸造法制备合金铸锭，所用原料为99.5％的Al，99.5％的Mg及Al-6％Er的中间合金。铸锭经热轧-中间退火-冷轧(80％)制成2mm厚板材。表2中列出了两种Er含量合金及对比合金Al-3Mg的冷轧态和退火态拉伸性能。可以看出，在Al-3Mg合金中添加微量的Er其冷轧态及退火态抗拉强度和屈服强度均有明显提高，但冷轧态合金的延伸率稍有下降，而退火态合金的延伸率基本保持不变。随着Er添加量的增加，合金的强度也有增加趋势。
表2Al-Mg和Al-Mg-Er合金不同状态的拉伸性能
图2为Al-3Mg和Al-3Mg-0.1Er的硬度与退火温度关系曲线。由图2可以确定Al-3Mg和Al-3Mg-0.1Er的起始再结晶温度Ts及终了再结晶温度Tf(如2中箭头所示)，加入0.1％的Er，使Al-3Mg合金的再结晶温度提高50℃以上。
Claims (2)
1、一种铝铒合金，其特征在于：在铝或铝镁合金的基体中加入了0.01～1.0％(重量百分比)的稀土Er。
2、根据权利要求1所述的铝铒合金，其特征在于：稀土Er的含量范围为：0.1～0.3％(重量百分比)。
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