[發明專利]一種Al-Er-Li合金時效處理工藝

有效

• 申請號: 201810261161.4
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108193151B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 高坤元;劉琦兵;丁宇升;聶祚仁;黃暉;文勝平;吳曉藍
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04;C22C21/00
• 代理公司: 11203 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張立改

一種Al?Er?Li合金時效處理工藝，屬于有色金屬技術領域。合金各組分的質量百分比分別為Er0.1～0.19％，Li2.0～2.1％，不可避免雜志含量＜0.1％，余量為Al，步驟為：Al?Er?Li合金鑄造完成并經固溶處理后，進行175～200℃/24h～48h等溫時效處理，通過該工藝處理后，可使Al?Er?Li合金的峰時效硬度保持在100HV以上。

技術領域

本發明屬于有色金屬技術領域，具體涉及一種Al-Er-Li合金時效處理工藝。

背景技術

鋁鋰合金由于其密度低，彈性模量和比強度高的特點，在航空航天方面受到了廣泛的關注。鋁鋰合金的強化效果主要來源于具有L1₂結構的Al₃Li亞穩相，由于Al₃Li是亞穩相，所以時效過程中析出驅動力小，特別是在時效溫度較高時，從而導致Al-Li合金的時效強度對溫度較敏感，Al-Li合金在150℃等溫時效時，需要兩個月時間才能達到峰時效，而在200℃時效時，達到峰時效的時間大大縮短，但時效硬度卻降低很多，從而使得Al-Li合金時效處理溫度工藝窗口較窄，限制了Al-Li合金的熱處理溫度范圍。在Al-Li合金中添加微合金化元素Sc、Er等可以進一步提高Al-Li合金強度嗎，在Al-Sc-Li體系中，通過雙級時效處理的方式，可以讓先析出的Al₃Sc作為Al₃Li異質形核的核心，從而促進Al₃Li的析出，使得Al-Li合金強度進一步提高。但由于Sc擴散速度較慢，在Al-Sc-Li合金直接進行單級等溫時效時，Al-Sc-Li合金硬度與Al-Li合金一致，無法進一步提高Al-Li合金強度。Er具有與Sc相似的性質，并且相比Sc而言價格更加便宜，在Al-Li合金中添加Er元素也能進一步提高Al-Li合金強度。本發明探究Al-Er-Li合金時效處理工藝，獲得Al-Er-Li合金能保持較高的硬度值的工藝窗口。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于Al-Er-Li合金的時效理工藝，通過該時效處理工藝，能讓Al-Er-Li合金的硬度值保持在100HV以上。

本發明所提供的一種Al-Er-Li合金時效處理工藝，各組分的質量百分比分別為Er0.1～0.19％，Li2.0～2.1％，不可避免雜志含量＜0.1％，余量為Al，步驟為：熔煉得到鑄錠，經固溶處理后，在175-210℃/5min-96h進行等溫時效處理，并通過顯微硬度對合金力學性能進行表征。

進一步優選固溶處理：先進行580℃/24h一級固溶處理，再進行640℃/24h固溶處理。

本發明探究了Al-Er-Li合金的時效處理工藝，Al-Er-Li合金經175-200℃/24h-48h等溫時效處理后，合金硬度可保持在100HV以上。

本發明技術方案的優點在于：

本發明首先對Al-Er-Li合金進行固溶處理，首先，需要保證合金在固溶處理過程中不發生過燒現象；其次，需要盡可能多的固溶Er元素。根據不同溫度下Er在Al中的固溶度，0.19％成分的Er對應的固溶溫度約為630℃，考慮到Li的添加可能會降低Er的固溶度，故將固溶處理溫度提高到640℃，以達到充分固溶Er元素的目的，但直接對Al-Er-Li合金進行640℃固溶處理后，合金會出現嚴重的過燒現象。所以，采取雙級固溶處理的方式，先經過一級固溶處理580℃/24h，使晶界上的Al-Li、Al-Er共晶組織回溶，然后再進行二級固溶處理640℃/24h，使得Al-Er一次相回溶，從而達到在保證合金不發生過燒的前提下，獲得更高固溶成分的Er含量的目的。

采用本發明的一種Al-Er-Li合金時效處理工藝，尤其通過175～200℃/24h～48h等溫時效處理后，可使Al-Er-Li合金的峰時效硬度保持在100HV以上。

附圖說明

圖1為Al-Er-Li合金經175℃、190℃、200℃等溫時效處理后的硬度曲線；