一种高强韧耐热铝合金材料及其制备方法和热处理方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115772618A(43)申请公布日2023.03.10(21)申请号202211457160.XC22C1/06(2006.01)(22)申请日2022.11.21C22F1/04(2006.01)(71)申请人安徽中科春谷激光产业技术研究院有限公司地址241200安徽省芜湖市繁昌经济开发区春谷3D打印产业园申请人安徽工程大学(72)发明人王朦朦杨爽黄仲佳高雪松肖猛(74)专利代理机构南京鑫之航知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32410专利代理师李鸣(51)Int.Cl.C22C21/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种高强韧耐热铝合金材料及其制备方法和热处理方法(57)摘要本发明属于铝合金材料技术领域，具体涉及一种高强韧耐热铝合金材料及其制备方法和热处理方法。其包括以下重量百分比的合金成分：钇1~7wt.%，铁0.1~0.5wt.%，镍0.2~0.6wt.%，锰0.2~1wt.%，杂质含量≤0.3wt.%，其余为铝。本发明突破耐热铝合金的常规设计思路，通过“异构晶粒+耐热共晶相+纳米析出相”多元多尺度强韧化微观组织模型构筑，制备的一种高强韧耐热铝合金材料的抗拉强度大于等于240MPa，延伸率大于等于15%，抗再结晶温度高达450℃。其技术指标在现有技术中具有领先性。CN115772618ACN115772618A权利要求书1/1页1.一种高强韧耐热铝合金材料，其特征在于，包括以下重量百分比的合金成分：钇1~7wt.%，铁0.1~0.5wt.%，镍0.2~0.6wt.%，锰0.2~1wt.%，杂质含量≤0.3wt.%，其余为铝。2.根据权利要求1所述的一种高强韧耐热铝合金材料，其特征在于，所述合金成分按重量百分比计还包括锆0.1~0.5wt.%，硼0.02~0.3wt.%。3.根据权利要求1所述的一种高强韧耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于包括：（1）熔炼静置：将纯度大于等于99.7%的铝锭放在熔炉中熔化获得铝熔体，所述铝熔体温度为720~750℃，向铝熔体中加入铝钇、铝铁、铝镍、铝锰中间合金锭，使得合金成分按重量百分比计算达到钇1~7wt.%，铁0.1~0.5wt.%，镍0.2~0.6wt.%，锰0.2~1wt.%，杂质含量≤0.3wt.%；在720~750℃下熔炼合金，待中间合金锭充分熔化后利用石磨棒充分搅拌熔体并静置5分钟；（2）造渣除渣：加入精炼剂造渣，并使用石墨棒缓慢充分搅拌，扒去表面浮渣；将熔体温度降至750℃以下并通入高纯氩气，得到纯净的铝合金液体，静置5分钟；（3）重力铸造：在750℃下将纯净的铝合金液体浇注到模具中，模具预热温度为300℃，即得到高强韧耐热铝合金材料。4.根据权利要求3所述的一种高强韧耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中还向铝熔体中加入铝锆、铝硼中间合金锭，其中锆和硼的合金成分按重量百分比计算为锆0.1~0.5wt.%，硼0.02~0.3wt.%。5.根据权利要求3所述的一种高强韧耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述铝钇中间合金锭中钇的成分为10%，铝铁中间合金锭中铁的成分为10%，铝镍和铝锰中间合金锭中镍和锰的成分分别为10%。6.根据权利要求4所述的一种高强韧耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述铝锆中间合金锭中锆的成分为5%，铝硼中间合金锭中硼的成分为2%。7.根据权利要求3所述的一种高强韧耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于还包括冷轧处理，通过冷轧将所述高强韧耐热合金材料轧制成薄板，轧制应变为82%。8.根据权利要求1—7任意一项所述的一种高强韧耐热铝合金材料的热处理方法，其特征在于，将所述高强韧耐热铝合金材料在450℃下时效热处理，热处理时间为48~72h；通过冷轧将合金轧制成薄板，将薄板在热处理炉内进行热处理，热处理温度为280~400℃，处理时间在2~60min内。2CN115772618A说明书1/5页一种高强韧耐热铝合金材料及其制备方法和热处理方法技术领域[0001]本发明属于铝合金材料技术领域，具体涉及一种高强韧耐热铝合金材料及其制备方法和热处理方法。背景技术[0002]铝合金具有密度小，比强度、耐腐蚀性好、比刚度高，切削加工性好，铸造性能优良和易于回收等优点，是轻量化的主要结构材料。耐热铝合金以其优良的抗高温性能和成形性能，在汽车发动机以及航空航天等领域关键零部件方面起着至关重要的作用。经历了半个世纪的发展，耐热铝合金的应用领域仍然不如钛合金和钢铁，商业化进程极大受阻，究其原因主要是铝合金存在一些显著缺陷：（1）屈服强度和抗拉强度偏低，不能满足高技术领域对高强铝合金的需求；（2）延伸率低，塑性差，在服役