[發(fā)明專利]一種超細(xì)晶鈹鋁合金的制備方法及其產(chǎn)品在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810297305.1 | 申請日： | 2018-04-04 |
| 公開（公告）號： | CN108359820A | 公開（公告）日： | 2018-08-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 余良波;王晶;楊蘇;張晨;周福印;張俊;鮑永鑫 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國工程物理研究院材料研究所 |
| 主分類號： | C22C1/02 | 分類號： | C22C1/02;C22C25/00;B22D11/06;B22D18/06 |
| 代理公司： | 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214 | 代理人： | 沈強(qiáng) |
| 地址： | 621700 四*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 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： | 鈹鋁合金 制備 晶粒 力學(xué)性能 微觀組織 超細(xì)晶 微觀組織結(jié)構(gòu) 針孔 致密 柱狀樹枝晶 組織均勻性 合金制備 快速冷卻 新型超細(xì) 應(yīng)用需求 預(yù)合金化 等軸晶 合金組 混溶 慢冷 偏析 熱度 熔體 合金 鑄造 改進(jìn) 表現(xiàn) | ||
本發(fā)明公開了一種超細(xì)晶鈹鋁合金的制備方法及其產(chǎn)品，屬于有色金屬合金制備領(lǐng)域，目的在于解決目前采用鑄造法制備的鈹鋁合金的微觀組織基本表現(xiàn)為粗大的柱狀樹枝晶，難以獲得晶粒均勻細(xì)小、性能良好的鈹鋁合金的問題。本發(fā)明中，通過預(yù)合金化實(shí)現(xiàn)合金組元的混溶，在較小過熱度條件下實(shí)現(xiàn)熔體快速冷卻，最終獲得鈹晶粒細(xì)小致密、微觀組織為尺寸均勻的等軸晶的新型超細(xì)晶鈹鋁合金，使鈹鋁合金力學(xué)性能和組織均勻性相比慢冷狀態(tài)的合金有了大幅度提高，同時大幅度消除偏析和抑制針孔的形成?；谥苽浞椒ǖ母倪M(jìn)，使得本發(fā)明的鈹鋁合金具有更加優(yōu)異的力學(xué)性能和微觀組織結(jié)構(gòu)，從而能夠滿足更多特殊鈹鋁合金材料的應(yīng)用需求。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及有色金屬合金制備領(lǐng)域，尤其是鈹鋁合金制造領(lǐng)域，具體為一種超細(xì)晶鈹鋁合金的制備方法及其產(chǎn)品。
背景技術(shù)
金屬鈹具有許多優(yōu)于其他金屬或材料的特性，如密度低、熔點(diǎn)高、比強(qiáng)度與比剛度高、導(dǎo)熱率高、熱膨脹系數(shù)小、熱中子吸收截面小、X射線穿透性好等?；阝?shù)纳鲜鎏匦裕蛊湓诤斯I(yè)、航空航天、慣導(dǎo)及民用高科技領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。然而，鈹固有的脆性缺陷限制了其在工業(yè)上的大規(guī)模應(yīng)用。
為此，人們開展了鈹鋁合金的開發(fā)與應(yīng)用。鈹鋁合金充分結(jié)合了金屬鈹?shù)牡兔芏?、高?qiáng)度和金屬鋁的高塑性和優(yōu)良機(jī)加性能，具有較好的韌性與易加工性，是一種獨(dú)特的質(zhì)輕、剛性、高阻尼性和高穩(wěn)定性的材料，是目前發(fā)展較快的一種輕質(zhì)高強(qiáng)合金。
由于鈹鋁合金中兩相之間相互固溶度很低，存在較大亞穩(wěn)態(tài)混溶間隙，鈹與鋁在凝固過程中完全分離，且兩相熔點(diǎn)相差很大，合金易出現(xiàn)補(bǔ)縮，造成較嚴(yán)重的組織缺陷和偏析。同時，鑄造方法制備的鈹鋁合金中，微觀組織基本表現(xiàn)為粗大的柱狀樹枝晶，難以獲得晶粒均勻細(xì)小、性能良好的鈹鋁合金。粉末冶金方法雖能獲得接近微米級鈹相尺寸的合金，但該技術(shù)成本高，時間長，技術(shù)難度大，難以獲得大尺寸、復(fù)雜結(jié)構(gòu)合金部件，因此應(yīng)用有限。
為此，迫切需要一種新的方法，以解決上述問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對目前采用鑄造法制備的鈹鋁合金的微觀組織基本表現(xiàn)為粗大的柱狀樹枝晶，難以獲得晶粒均勻細(xì)小、性能良好的鈹鋁合金的問題，提供一種超細(xì)晶鈹鋁合金的制備方法及其產(chǎn)品。本發(fā)明中，通過預(yù)合金化實(shí)現(xiàn)合金組元的混溶，在較小過熱度條件下實(shí)現(xiàn)熔體快速冷卻，最終獲得鈹晶粒細(xì)小致密、微觀組織為尺寸均勻的等軸晶的新型超細(xì)晶鈹鋁合金，使鈹鋁合金力學(xué)性能和組織均勻性相比慢冷狀態(tài)的合金有了大幅度提高，同時大幅度消除偏析和抑制針孔的形成?；谥苽浞椒ǖ母倪M(jìn)，使得本發(fā)明的鈹鋁合金具有更加優(yōu)異的力學(xué)性能和微觀組織結(jié)構(gòu)，從而能夠滿足更多特殊鈹鋁合金材料的應(yīng)用需求。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種超細(xì)晶鈹鋁合金的制備方法，包括如下步驟：
（1）按如下質(zhì)量百分比稱取各組分：52~87wt%金屬鈹，余量為金屬鋁，雜質(zhì)元素含量小于0.1wt%，備用；
（2）將步驟（1）稱取的金屬鈹和金屬鋁混合后進(jìn)行熔煉，再澆注至模具中，得到預(yù)合金化鈹鋁合金鑄錠；
（3）將步驟（2）制備的預(yù)合金化鈹鋁合金鑄錠進(jìn)行去雜處理后，放入熔煉坩堝中，經(jīng)真空感應(yīng)熔煉、保溫后，快速澆注，得到超細(xì)晶鈹鋁合金；
所述步驟（3）中，反應(yīng)條件如下：進(jìn)行真空感應(yīng)熔煉時的爐內(nèi)真空度為1×10-2~7×10-4Pa，真空感應(yīng)熔煉溫度為1350~1450℃，真空感應(yīng)熔煉時間為2~6分鐘，保溫溫度為1250~1380℃，保溫時間1~4分鐘，快速澆注時的溫度為1250~1350℃。
所述金屬鈹為鈹珠或鈹錠且純度高于99.0%，所述金屬鋁為鋁錠、鋁球或鋁棒且金屬鋁的純度高于99.9%。
所述步驟2中，將步驟1稱取的金屬鈹和金屬鋁混合后，置于真空感應(yīng)熔煉爐或真空電弧熔煉爐中進(jìn)行熔煉。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于中國工程物理研究院材料研究所，未經(jīng)中國工程物理研究院材料研究所許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201810297305.1/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
