[發(fā)明專利]一種中高強(qiáng)耐損傷鋁鋰合金材料及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711148786.1 | 申請日： | 2017-11-17 |
| 公開（公告）號： | CN109797328B | 公開（公告）日： | 2020-07-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 梁叔全;梁強(qiáng);余琨 | 申請（專利權(quán)）人： | 中南大學(xué) |
| 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(wù)所(普通合伙) 43114 | 代理人： | 蔣太煒 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 高強(qiáng) 損傷 合金材料 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種中高強(qiáng)耐損傷鋁鋰合金材料及其制備方法，由如下質(zhì)量百分比的組分組成：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％、余量為鋁。本發(fā)明通過往合金中添加少量具有更強(qiáng)熔體凈化能力的稀貴金屬元素釕，制備的鋁鋰合金具有高比強(qiáng)度、高塑形、高韌性和優(yōu)良的耐腐蝕性能，大大提升了合金的綜合力學(xué)性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種鋁鋰合金材料及其制備方法，尤其涉及一種全新成分鋁鋰合金材料的制備方法。
背景技術(shù)
鋰作為最輕的金屬元素，將鋰作為合金元素添加到鋁合金中形成的鋁鋰合金相比于傳統(tǒng)的2xxx和7xxx系鋁合金，一直因?yàn)槠涞兔芏龋叩谋葟?qiáng)度和比剛度而受到航空、航天等領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。
實(shí)際應(yīng)用中，要做到保持合金強(qiáng)度的同時擁有優(yōu)良的塑形和耐損傷性能是非常困難的。為解決這一問題，研究人員通過添加微量稀土元素來改善合金的某些性能，在鋁合金中添加稀土元素鉺形成的彌散分布并且與鋁基體共格的高熔點(diǎn)Al3Er相能夠有效地抑制再結(jié)晶，提高合金力學(xué)性能。釕作為一種稀貴金屬，具有高的熔點(diǎn)，優(yōu)良的耐腐蝕性能，能與鋁結(jié)合形成一系列高熔點(diǎn)中間化合物，有助于改善鋁合金性能。
現(xiàn)有技術(shù)中，公開號CN102358945B，名稱為“熔鹽電解制備不同金屬間化合物的鋁鉺或鋁鋰鉺合金的方法”的專利文件中公開了一種熔鹽電解共還原制備含有強(qiáng)化相的鋁鋰鉺合金的方法。根據(jù)該專利在鋁合金中添加Er的目的在于改善合金的鑄態(tài)組織，細(xì)化枝晶組織，提高合金的硬度和抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能，同時增加合金的抗腐蝕性，并減輕雜質(zhì)的危害。但其并未研究如何在保證強(qiáng)度的同時提高延伸率以及抗疲勞的問題。
另外“一種Al-Mg-Er系焊絲及其制備工藝”(公開號CN101716704A)涉及一種含鉺的鋁鎂合金焊絲的制備方法，在含銅鋁鋰合金中，未見添加鉺的相關(guān)報道。該專利中添加Er主要是為了提升焊縫金屬的強(qiáng)度。
公開號CN106555085A，“一種鋁合金”報道了在一種非鋁鋰合金的制備方法，其中釕的含量在0.01-0.04wt％，未闡述釕在合金中所起的作用，且其所得產(chǎn)品的強(qiáng)度以及綜合性能很難適應(yīng)新型航空器械的需求。
公開號CN102978477A，“Al-Fe-Ru-Re鋁合金及其制備方法和電力電纜”中公開了一種電力電纜線芯鋁合金的制備方法，釕作為高溫強(qiáng)化相，具有提高再結(jié)晶溫度，抑制再結(jié)晶粗化的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)對鋁合金的固溶強(qiáng)化、補(bǔ)充強(qiáng)化以及提高耐熱性能。同樣的，在鋁鋰合金中未見添加釕作為合金元素的報道。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有航空用鋁鋰合金存在的不足之處，為了滿足下一代航空器材的要求，本發(fā)明通過改進(jìn)合金成分設(shè)計和工藝控制，得到了抗拉強(qiáng)度大于460MPa、屈服強(qiáng)度大于415MPa、延伸率大于等于13％、且抗疲勞性能優(yōu)良的的特種航空用鋁鋰合金。
本發(fā)明提供一種中高強(qiáng)耐損傷鋁鋰合金材料，以質(zhì)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(zhì)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。
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