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[發(fā)明專利]一種合金優(yōu)化方法在審

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201410509603.4 申請日: 2014-09-29
公開(公告)號: CN105525168A 公開(公告)日: 2016-04-27
發(fā)明(設(shè)計)人: 楊佳 申請(專利權(quán))人: 楊佳
主分類號: C22C21/10 分類號: C22C21/10;C22C1/03
代理公司: 貴陽中新專利商標事務(wù)所 52100 代理人: 吳無懼
地址: 550025 *** 國省代碼: 貴州;52
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 合金 優(yōu)化 方法
【說明書】:

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及一種合金優(yōu)化方法,屬于合金性能優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

Al-4.5Zn-1.0Mg-0.8Cu系合金是一種超高強變形鋁合金,廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運輸和紡織等行業(yè)中,但對該系合金的鑄造性能及鑄態(tài)條件下的力學性能研究很少。RE作為一種表面活性元素,對鋁合金具有優(yōu)良的變質(zhì)作用,能夠細化合金晶粒,生成稀土化合物,有助于改善鋁合金的力學性能和鑄造性能。雖然國內(nèi)外對RE在鋁合金中的影響做了大量研究,但RE(Ce,La)對鑄造Al-4.5Zn-1.0Mg-0.8Cu合金組織和性能影響的研究未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題:提供一種合金優(yōu)化方法,旨在提高合金的性能,降低生產(chǎn)成本,以滿足工業(yè)要求。

本發(fā)明的技術(shù)方案:

一種合金優(yōu)化方法,合金采用質(zhì)量分數(shù)為99.99%以上的純Al,99.9%以上的工業(yè)純Mg,99.9%以上的工業(yè)純Zn,99.5%以上的工業(yè)純Cu和Al-10RE中間合金為原料,采用金屬型鑄造設(shè)備制備合金,所述RE中Ce含量大于65%,剩余未La,所述RE質(zhì)量分數(shù)為0.12%。

采用石墨粘土坩堝在SG2-5-12型坩堝電阻爐中進行熔煉,爐溫為800℃;在700~710℃加入Zn和Cu,靜置10~15min;730~740℃精煉除氣,靜置5~10min;攪拌,打渣;之后在730℃加入Mg和Al-10RE中間合金,靜置10~15min;攪拌均勻,控溫

本發(fā)明的有益效果:

本發(fā)明中RE能促進Mg和Zn在基體中的固溶,增強了固溶強化作用;RE主要偏聚在晶界和枝晶界處,以AlZn-MgCuRE相形式存在。加入少量RE后,AlZn-MgCuRE相呈點狀或短棒狀,加入過量RE后,AlZn-MgCuRE相呈粗大的塊狀。隨著RE加入量的增加,合金的抗拉強度和伸長率均呈先增大后減小的趨勢;加入0.12%的RE時,合金具有最優(yōu)的綜合力學性能。

具體實施方式:

實施例:

合金采用99.99%(質(zhì)量分數(shù),下同)的純Al,99.9%的工業(yè)純Mg,99.9%的工業(yè)純Zn,99.5%的工業(yè)純Cu和Al-10RE中間合金(RE中Ce含量大于65%,La余量)為原料,采用金屬型鑄造制備目標合金。合金的名義成分見表1。

采用石墨粘土坩堝在SG2-5-12型坩堝電阻爐中進行熔煉,爐溫為800℃;700~710℃加入Zn和Cu,靜置10~15min;730~740℃精煉除氣(精煉劑為商用精煉劑),靜置5~10min;攪拌,打渣;之后在730℃加入Mg和Al-10RE中間合金,靜置10~15min;攪拌均勻,控溫,在720~730℃澆注拉伸試棒。拉伸試棒尺寸為12mm,毛坯狀態(tài),應(yīng)保證試棒圓整光滑,表面無毛刺飛邊等。在CMT5105型電子萬能材料試驗機上進行拉伸性能測試,拉伸速率為4mm/min。

表2為RE對Al-Zn-Mg-Cu合金拉伸性能的影響。可以看出,隨著RE含量的增加,合金的抗拉強度和伸長率均呈現(xiàn)先增加后減小的總體趨勢,但最高值出現(xiàn)的位置不同。加入0.12%的RE的合金抗拉強度最高,與未添加RE的合金相比,合金的抗拉強度σb由133MPa提高至186MPa,提高了40%左右;RE含量為0.1%的合金伸長率最高,與未添加RE的合金相比,合金的伸長率δ由4.66%提高至8.99%,提高了約100%。添加0.05%的RE可使合金的抗拉強度和伸長率分別提高至165MPa和7.58%,分別提高了25%和60%左右;之后隨RE量的增加,合金的抗拉強度和伸長率逐漸增大。但當RE加入量超過一定值后,合金的抗拉強度和塑性均會降低。當加入0.25%的RE時,合金的抗拉強度和伸長率分別降至154MPa和6.49%。RE含量為0.12%的合金具有最優(yōu)綜合力學性能,此時σb為186MPa,δ為8.73%。

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