一種高強耐熱鋁合金及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及合金材料技術領域，具體是一種高強耐熱鋁合金及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 鋁合金是較輕的金屬結構材料，其比強度、比模量高，機械加工性能優良，有較好 的耐蝕性能，優良的減振性能和切削加工性能，并能承受一定的沖擊震動負荷，采用鋁合金 可以降低產品的自重，減少加工能量，降低能源消耗，因而鋁合金廣泛地應用于飛機、汽車、 摩托車等行業。
[0003] 目前，隨著人們生活水平的提高，人們的需求越來越高，市場上的鋁合金材料雖然 很多，但是其強度很難滿足人們的需求，同時現有的鋁合金生產加工周期較長，耐熱性不 高，熱裂傾向大，延伸率低，加工費用相對較高，這些都制約了鋁合金的發展和應用。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種加工周期短、費用低的高強耐熱鋁合金及其制備方 法。
[0005] 為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
[0006] 一種高強耐熱鋁合金，按重量百分比計，由以下組分制成：銅0.006~0.010%、鉻 0.10~0.24%、鋯0.25~0.45%、鈦 1.2~1.6%、鈮0.01~0.014%、鉬0.01~0.014%、硅 0·20~0·45%、碳0·002~0·01 %、硼0·04~0·07%、稀土金屬0·85~1 ·00%和余量的鋁。
[0007] 作為本發明進一步的方案：按重量百分比計，由以下組分制成：銅0.007~ 0.0078%、鉻 0.18 ~0.20%、鋯 0.35 ~0.40%、鈦 1.2~1.4%、鈮 0.012~0.014%、鉬0.01 ~ 0.012%、硅 0.28 ~0.35%、碳0.003 ~0.007%、硼0.04 ~0.06%、稀土金屬0.88 ~0.95%和 余量的錯。
[0008] 作為本發明進一步的方案：按重量百分比計，由以下組分制成：銅0.0074%、鉻 0.19%、鋯 0.38%、鈦1.3%、鈮 0.013%、鉬0.011 %、硅 0.32%、碳0.005%、硼0.5%、稀土金 屬0.92 %和余量的鋁。
[0009] 作為本發明進一步的方案:所述稀土金屬為鐠、釹、鋱、镥中的一種或兩種以上的 混合物。
[0010] 所述的高強耐熱鋁合金的制備方法，包含以下步驟：
[0011] (1)按照上述重量百分比，準備好原料，各原料分別為純錠材料或中間合金；
[0012] (2)將氣體保護電阻爐升溫至725~780°C，加入純鋁錠，待純鋁錠完全熔化后，再 升溫至760~850°C，接著加入各中間合金，待合金完全熔化后進行扒渣，澆鑄，得到高強耐 熱錯合金粗品；
[0013] (3)將步驟（2)得到的鋁合金粗品在箱式電阻爐中進行第一步固溶處理：升溫至 500~510°C，保溫3~5h，爐冷到330~340°C后出爐水淬至室溫;然后進行第二步固溶處理： 升溫到545~555°C，保溫5~9h，爐冷到310~320°C后出爐水淬至室溫;然后進行第三步固 溶處理:升溫到480~500°C，保溫3~5h，爐冷到280~300°C后出爐水淬至室溫，得到高強耐 熱錯合金。
[0014] 作為本發明進一步的方案:所述的步驟(3)為:將步驟(2)得到的鋁合金粗品在箱 式電阻爐中進行第一步固溶處理:升溫至508°C，保溫4h，爐冷到335°C后出爐水淬至室溫； 然后進行第二步固溶處理:升溫到550°C，保溫7h，爐冷到315°C后出爐水淬至室溫;然后進 行第三步固溶處理:升溫到490°C，保溫4h，爐冷到290°C后出爐水淬至室溫，得到高強耐熱 錯合金。
[0015] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0016] 本發明通過熱處理工藝與具體合金成分和含量的配合，使得微觀結構中各相的分 布以及晶粒尺寸得到合理配置，從而大幅度提高了合金的強度、耐熱性、韌性以及抗蠕變性 能。本發明制得的高強耐熱鋁合金的壓縮屈服強度為179~205MPa，壓縮塑性應變為6.1~ 8.5 %，壓縮斷裂強度為380~398MPa，室溫抗拉強度為278~292MPa，在150°C、50MPa條件下 100小時的蠕變量I為0.03~0.035%，在200°(3、5010^條件下100小時的蠕變量11為0.18~ 0.22% 〇
[0017] 本發明方法生產周期短，加工費用較低，制得的鋁合金既可以用低成本的鑄造工 藝直接澆注零件，也可以作為復合材料的基體材料進行運用，大大拓寬了鋁合金的應用范 圍。
【具體實施方式】
[0018] 下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的 實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都 屬于本發明保護的范圍。
[0019] 實施例1
[0020] 本發明實施例中，一種高強耐熱鋁合金，按重量百分比計，由以下組分制成：銅 0.006%、鉻0.24%、鋯0.25%、鈦1.6%、鈮0.01%、鉬0.014%、硅0.20%、碳0.01%、硼 0.04%、鐠1.00%和余量的鋁。
[0021 ]所述的高強耐熱鋁合金的制備方法，包含以下步驟：
[0022] (1)按照上述重量百分比，準備好原料，各原料分別為純錠材料或中間合金；
[0023] (2)將氣體保護電阻爐升溫至725°C，加入純鋁錠，待純鋁錠完全熔化后，再升溫至 760°C，接著加入各中間合金，待合金完全熔化后進行扒渣，澆鑄，得到高強耐熱鋁合金粗 品；
[0024] (3)將步驟（2)得到的鋁合金粗品在箱式電阻爐中進行第一步固溶處理：升溫至 500°C，保溫5h，爐冷到330°C后出爐水淬至室溫;然后進行第二步固溶處理:升溫到545°C， 保溫9h，爐冷到310°C后出爐水淬至室溫;然后進行第三步固溶處理:升溫到480°C，保溫5h， 爐冷到280°C后出爐水淬至室溫，得到高強耐熱鋁合金。
[0025] 實施例2
[0026]本發明實施例中，一種高強耐熱鋁合金，按重量百分比計，由以下組分制成：銅 0.010%、鉻0.10%、鋯0.45%、鈦1.2%、鈮0.014%、鉬0.01 %、硅 0.45%、碳0.002%、硼 0.07%、釹0.85%和余量的鋁。
[0027] 所述的高強耐熱鋁合金的制備方法，包含以下步驟：
[0028] (1)按照上述重量百分比，準備好原料，各原料分別為純錠材料或中間合金；
[0029] (2)將氣體保護電阻爐升溫至725°C，加入純鋁錠，待純鋁錠完全熔化后，再升溫至 760°C，接著加入各中間合金，待合金完全熔化后進行扒渣，澆鑄，得到高強耐熱鋁合金粗 品；
[0030] (3)將步驟（2)得到的鋁合金粗品在箱式電阻爐中進行第一步固溶處理：升溫至 500°C，保溫5h，爐冷到330°C后出爐水淬至室溫;然后進行第二步固溶處理:升溫到545°C， 保溫9h，爐冷到310°C后出爐水淬至室溫;然后進行第三步固溶處理:升溫到480°C，保溫5h， 爐冷到280°C后出爐水淬至室溫，得到高強耐熱鋁合金。
[0031] 實施例3
[0032]本發明實施例中，一種高強耐熱鋁合金，按重量百分比計，由以下組分制成：銅 0.007 %、鉻0.20%、鋯0.35%、鈦1.4%、鈮0.012%、鉬0.012%、硅 0.28%、碳0.007 %、硼 0.04%、鋱0.95 %和余量的鋁。
[0033] 所述的高強耐熱鋁合金的制備方法，包含以下步驟：
[0034] (1)按照上述重量百分比，準備好原料，各原料分別為純錠材料或中間合金；
[0035] (2)將氣體保護電阻爐升溫至780°C，加入純鋁錠，待純鋁錠完全熔化后，再升溫至 850°C，接著加入各中間合金，待合金完全熔化后進行扒渣，澆鑄，得到高強耐熱鋁合金粗 品；
[0036] (3)將步驟（2)得到的鋁合金粗