[發明專利]一種中高強耐損傷鋁鋰合金材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711148786.1
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN109797328B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 梁叔全;梁強;余琨
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C21/16
• 分類號: C22C21/16;C22C1/02;C22C1/03;C22C1/06;C22F1/057;B64C1/18;B64C3/26
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 蔣太煒

1.一種中高強耐損傷鋁鋰合金材料，其特征在于；以質量百分比計，由下述組分組成：

鋰0.5-2%，

銅2-5%，

鎂0.2-0.7%，

銀0.1-0.5%，

錳0.1-0.6%，

鈦0.01-0.15%，

鋯0.08-0.15%，

釕0.05-0.6%，

鉺0-0.15%，

不可避免的雜質元素含量控制在0.2wt%以下，其中鐵元素含量控制在0.05wt%以下，硅元素控制在0.07wt%以下，余量為鋁；

所述中高強耐損傷鋁鋰合金材料通過以下步驟制備：

1）將材料按所述質量百分比進行配料，在保護氣氛下進行熔煉，熔煉溫度首先維持在780-810℃待純鋁錠完全熔化后，按預先配制的比例依次加入銅、錳、銀、鋯、釕合金元素或其中間合金，待熔化后充分攪拌3-5分鐘；

2）在氬氣氣氛下，將熔煉溫度調整至740-760℃，鋁箔包好的純鋰用盅罩壓入鋁合金熔體中，保持完全沒入狀態3-5分鐘，待純鋰完全溶解后攪拌均勻，然后依次加入鉺、鎂、鈦合金元素或其中間合金，待熔化后充分攪拌3-5分鐘，得到合金熔體；

3）對合金熔體進行精煉除氣，按合金熔體配料總質量的1-2%加入六氯乙烷，精煉完成之后扒渣，調整爐溫至720-730℃，加入氟化鋰、氯化鋰與二水合氟化鉀1：1：1質量比配比制成的覆蓋劑與精煉劑，防止合金氧化吸氣，靜置5-15分鐘，澆注入模具中，模具在澆注前需要在300-400℃進行預熱處理，得到鑄錠；所述鑄錠經退火處理、軋制、固溶、時效處理得到成品；

所述退火的溫度為490-530℃、時間為16-24小時；

所述軋制依次包括熱軋和冷軋；所述熱軋的開軋溫度為440-460℃，終軋溫度為280-330℃，熱軋的總變形量為60-80%；所述冷軋的總變形量為70-90%；

所述固溶為鹽浴固溶，鹽浴固溶的溫度為520-550℃，時間為30-90分鐘；

所述時效處理為單級時效，時效溫度為150-170℃，時效時間為24-50小時。

2.根據權利要求1所述的一種鋁鋰合金材料，其特征在于；以質量百分比計，由下述組分組成：

鋰0.8-1.2%，

銅3.0-4.0%，

鎂0.3-0.5%，

銀0.3-0.4%，

錳0.3-0.4%，

鈦0.08-0.15%，

鋯0.08-0.15%，

釕0.1-0.4%，

鉺0.08-0.15%，

不可避免的雜質元素含量控制在0.2wt%以下，其中鐵元素含量控制在0.05wt%以下，硅元素控制在0.07wt%以下，余量為鋁。

3.根據權利要求2所述的一種鋁鋰合金，其特征在于；以質量百分比計，由下述組分組成：

鋰0.9%，

銅3.9%，

鎂0.35%，

銀0.3%，

錳0.4%，

鈦0.1%，

鋯0.1%，

釕0.25%，

鉺0.1%，

不可避免的雜質元素含量控制在0.2wt%以下，其中鐵元素含量控制在0.05wt%以下，硅元素控制在0.07wt%以下，余量為鋁。

4.根據權利要求3所述的一種鋁鋰合金，其特征在于；所述鋁鋰合金的密度為2.685-2.695g/cm³、抗拉強度為462MPa、屈服強度為420MPa、延伸率為15.3%。

5.根據權利要求3所述的一種鋁鋰合金，其特征在于；所述鋁鋰合金在采用M(T)試樣常溫實驗室空氣條件下應力比R=0.1時具有優良的康疲勞裂紋擴展性能，da/dN≤1.5×10^-3mm/cyc，ΔK_p=30MPa?m^1/2。

6.根據權利要求1-4任意一項所述鋁鋰合金的應用，其特征在于；所述鋁鋰合金用作結構材料。