[發明專利]一種含鉿鋁合金及其制備方法和應用在審

申請號：	202310059349.1	申請日：	2023-01-17
公開（公告）號：	CN116083765A	公開（公告）日：	2023-05-09
發明（設計）人：	張佼;雋永飛;戴永兵;趙巍;孫寶德	申請（專利權）人：	上海交通大學
主分類號：	C22C21/10	分類號：	C22C21/10;C22C21/06;C22C21/16;C22C21/18;C22C1/03;C22F1/053;C22F1/047;C22F1/057;B21B3/00;C22F1/02;C21D9/00
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地址：	200030 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種鋁合金及其制備方法應用
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【說明書】：

本發明提供了一種含鉿鋁合金及其制備方法和應用，屬于合金技術領域。本發明提供的含鉿鋁合金，按質量分數計，元素組成包括：Zn3～15％，Mg1～6％，Cu1～5％，Zr0.1～2％，Hf0.1～2％，余量為Al。本發明在鋁合金中引入特定含量的鉿，能夠有效提高鋁合金的力學性能(如強度和韌性)，且鉿的工業價格僅為鈧的三分之一，因此具有廣闊的工業應用前景。

技術領域

本發明涉及合金技術領域，尤其涉及一種含鉿鋁合金及其制備方法和應用。

背景技術

鋁合金在交通運輸業、建筑業等領域的輕量化結構應用方面具有巨大潛力。如今，應用鋁合金材料較多的汽車制造、飛機設計、民用產品等對鋁合金的性能提出了越來越高的要求，尤其鋁合金的強度性能。此外，一些工程材料如鎂合金、鈦合金和復合材料如雨后春筍般涌現，也給鋁合金的發展帶來了前所未有的挑戰。

目前，已知的強度最高的鋁合金是7xxx系鋁合金，但是其強度性能(如抗拉強度)依然很難超過800MPa，這主要是由于合金成分本身的特點所決定的。在鋁合金發展中，新型合金成分的研究是開發高性能合金的關鍵途徑之一。一般認為，稀土元素(例如Sc、Yb、Y、Ce和Gd)的微合金化是改善鋁合金微觀結構和性能的有效方法，其可以起到晶粒細化和抑制再結晶等作用。在鋁合金中所有常用的稀土元素中，Sc元素被認為是最有效的，可以對鋁合金的力學性能(如強度和韌性)起到積極的作用。但是鈧的價格對于鋁合金工業生產來說過高，其一噸的價格高達2.5萬，難以適應大批量的工業生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含鉿鋁合金及其制備方法和應用，本發明提供的含鉿鋁合金具有優異的強韌性能，且成本較低，適于大批量工業生產。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種含鉿鋁合金，按質量分數計，元素組成包括：Zn3～15％，Mg1～6％，Cu1～5％，Zr0.1～2％，Hf0.1～2％，余量為Al。

優選地，按質量分數計，所述含鉿鋁合金的元素組成包括：Zn10.08～12.35％，Mg2.66～4.35％，Cu1.15～1.45％，Zr0.12～0.18％，Hf0.12～0.17％，余量為Al。

本發明提供了上述技術方案所述含鉿鋁合金的制備方法，包括以下步驟：

按照含鉿鋁合金的元素組成將制備原料配料后依次進行熔煉、均化處理、軋制、固溶處理和時效處理，得到含鉿鋁合金。

優選地，所述制備原料包括純Al、純Zn、純Mg、Al-Cu中間合金、Al-Zr中間合金和Al-Hf中間合金。

優選地，所述均化處理包括依次進行第一均化處理、第二均化處理和第三均化處理；

所述第一均化處理的溫度為410～430℃，保溫時間為2～6h；

所述第二均化處理的溫度為450～470℃，保溫時間為16～28h；

所述第三均化處理的溫度為468～480℃，保溫時間為16～28h；其中，所述第三均化處理的溫度高于所述第二均化處理的溫度。