專(zhuān)利名稱(chēng)：一種Co-RE鋁合金材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金材料，特別涉及一種高強(qiáng)耐熱鋁合金材料。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，鋁合金作為輕質(zhì)材料在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，特別是在航空航天、船艦、石油化工、交通運(yùn)輸、電力、電子、建筑等領(lǐng)域，對(duì)鋁合金材料具有高強(qiáng)耐熱性能的需求越來(lái)越迫切。世界上鋁合金主要有Al-Cu、Al-Si,Al-Mg等幾個(gè)系列，其中Al-Cu系合金由于具有密度小、比強(qiáng)度高等特點(diǎn)，同時(shí)還具有良好的切削加工性能和耐熱性能，主要用作承受較大載荷的結(jié)構(gòu)件和耐熱零件。以上幾種系列的合金中，大部分的強(qiáng)度都低于400MPa，在250°C以上的高溫條件下，瞬時(shí)強(qiáng)度一般都低于200Mpa，持久強(qiáng)度低于lOOMPa。 其中Al-Cu系中的幾個(gè)牌號(hào)的鋁合金強(qiáng)度大于400MPa，但該系合金的鑄造性能差。已公開(kāi)的文獻(xiàn)“Sc在鋁合金中的微合金化作用機(jī)理”中，描述了微量Sc在鋁銅系合金中的作用，Sc具有固溶-沉淀強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化及晶界強(qiáng)化作用，可抑制高強(qiáng)度鋁銅合金的熱裂傾向的作用，提高鋁合金的耐腐蝕性能；但將鈧加入熱處理可強(qiáng)化的鋁銅合金中，在臨界成分下生成W相，對(duì)合金的綜合性能有損害作用，且鈧屬于貴重金屬，Al-Cu-Sc系鋁合金制造成本聞。目前研制的幾種2XXX系鋁合金材料中，添加了多種微合金化元素及稀土元素，微合金化元素如Mn、Zr、Cd、Ti、Cr等，此種鋁合金具有較高的抗拉強(qiáng)度和延伸率，但此類(lèi)鋁合金存在的缺陷為鋁合金材料的熱裂傾向大，鑄造性能差。由此，研制出一種具有高強(qiáng)耐熱、熱裂傾向小、延伸率高、成本低等特點(diǎn)的鋁合金材料具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種Co-RE鋁合金材料，該鋁合金材料具有強(qiáng)度高，耐熱性好，熱裂傾向小、延伸率高、成本低的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是Co-RE鋁合金材料的成分及重量百分比如下Cu 4. 5-5. 8% ；Mn :0. 9-1. 4% ；Cd :0. 05-0. 1% ；Ti :0. 2-0. 3% ；B :0. 12-0. 14% ；
Zr 0. 05-0. 2% ；Co :0. 65-0. 75% ;稀土元素 RE :1. 2-3. 0% ;其余為 Al。進(jìn)一步地,所述稀土元素RE包括La、Ce、Pr、Nd、Er和Y中的一種或一種以上的混合稀土元素。進(jìn)一步地，所述鋁合金材料的成分及其含量為Cu :6. 2-6. 5%；Mn :0. 6-0. 65%；Cd O. 15-0. 18% ；Ti 0. 42-0. 45% ；B :0. 16-0. 18% ；Zr :0. 3-0. 4% ；Co :0. 85-0. 9% ;稀土元素RE 3. 2-3. 8% ;其余為 Al。進(jìn)一步地，所述鋁合金材料的成分及其含量為Cu :6. 5-6. 9%；Mn :0. 65-0. 7%；Cd O. 18-0. O. 2% ；Ti 0. 45-0. 48% ；B :0. 18-0. 19% ；Zr :0. 35-0. 42% ；Co :0. 86-0. 88% ;稀土元素RE 4. 2-4. 5% ;其余為Al。進(jìn)一步地，所述鋁合金材料的成分及其含量為Cu :6. 4-6. 7%；Mn :0. 7-0. 75%；Cd O. 16-0. 19% ；Ti 0. 44-0. 46% ；B :0. 17-0. 19% ；Zr :0. 42-0. 45% ；Co :0. 9-0. 95% ;稀土元素 RE 3. 8-4. 2% ;其余為 Al。本發(fā)明提供的Co-RE鋁合金材料，以Cu、Mn、稀土元素為主要的合金元素，以Cd、Ti、B、Zr、Co為多元微合金元素，具有以下優(yōu)點(diǎn)I、高強(qiáng)耐熱性本發(fā)明鋁合金材料選用Cu的范圍為I. 5-3. 5%，稀土元素的范圍為O. 4-0.9%，稀土元素化學(xué)性質(zhì)比較活潑，可以和許多元素形成金屬間化合物，具有很高的熱穩(wěn)定性；Cu和稀土素成比例加入，以補(bǔ)償形成稀土化合物而造成的基體溶質(zhì)元素的貧乏，從而在不降低常溫強(qiáng)度的條件下，改善合金的高溫性能；同時(shí)添加一定比例的與稀土元素形成穩(wěn)定的、難熔金屬化合物的Mn、Zr、Co元素，進(jìn)一步提高合金的再結(jié)晶溫度、細(xì)化再 結(jié)晶晶粒的作用，使鋁合金基體和晶界同時(shí)得到強(qiáng)化，Co具有阻礙晶粒錯(cuò)位，阻止晶?；频淖饔?，從而具有優(yōu)良的高溫和常溫綜合機(jī)械性能。2、減少熱裂傾向合金中Cu含量大，形成富Cu相，富Cu相作為高熔點(diǎn)細(xì)晶彌散相以金屬化合物形態(tài)彌散分布于晶界，在熔體結(jié)晶時(shí)有效抵消了晶粒內(nèi)富Cu溶質(zhì)因過(guò)飽和度急劇升高而形成的向晶界擴(kuò)散的強(qiáng)烈傾向，從而減緩了結(jié)晶時(shí)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，減少了鋁合金材料的熱裂傾向，使鋁合金鑄造性能好。3、延伸率高合金材料中加入了 Cd、Ti、B、Zr、Co微合金元素，晶界上富Cu相與微合金元素的多種彌散相，都具有細(xì)化晶粒的作用；稀土元素集中分布在晶界面上，阻礙晶界移動(dòng)，使形成臨界尺寸晶核的形核功減少，結(jié)晶核數(shù)量增加，從而使晶粒細(xì)化，提高延伸率，加工性能良好。4、制造成本低本發(fā)明所述鋁合金材料不添加貴重金屬元素，鋁合金的制造成本低。本發(fā)明所述的Co-RE高強(qiáng)耐熱鋁合金材料，室溫條件下抗拉強(qiáng)度為510_545MPa，在250°C的高溫條件下的強(qiáng)度大于300MPa，在300°C的條件下，高溫抗拉強(qiáng)度大于200MPa ；延伸率為5-7%。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。合金材料的組分及含量(質(zhì)量g)如下(總重量以IOOOg計(jì))實(shí)施例I
權(quán)利要求
1.一種Co-RE鋁合金材料，其特征是其成分及重量百分比如下 Cu 6. 2-6. 9 % ；Mn :0. 6-0. 75 % ；Cd :0. 15-0. 2 % ；Ti :0. 42-0. 48 % ；B :0. 16-0. 19 % ；Zr 0. 3-0. 45% ；Co :0. 85-0. 95% ;稀土元素 RE :3. 2-4. 5% ;其余為 Al。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的Co-RE鋁合金材料，其特征是，所述稀土元素RE包括La、Ce、Pr、Nd、Er和Y中的一種或一種以上的混合稀土元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的Co-RE鋁合金材料，其特征是，所述鋁合金材料的成分及其含量為 Cu 6. 2-6. 5% ；Mn :0. 6-0. 65% ；Cd :0. 15-0. 18% ；Ti :0. 42-0. 45% ；B :0. 16-0. 18% ；Zr 0. 3-0. 4% ；Co :0. 85-0. 9% ;稀土元素 RE :3. 2-3. 8% ;其余為 Al。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的Co-RE鋁合金材料，其特征是，所述鋁合金材料的成分及其含量為 Cu 6. 5-6. 9% ；Mn :0. 65-0. 7% ；Cd :0. 18-0. O. 2% ；Ti :0. 45-0. 48% ；B :0. 18-0. 19% ；Zr 0. 35-0. 42% ；Co :0. 86-0. 88% ;稀土元素 RE :4. 2-4. 5% ;其余為 Al。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的Co-RE鋁合金材料，其特征是，所述鋁合金材料的成分及其含量為 Cu 6. 4-6. 7% ；Mn :0. 7-0. 75% ；Cd :0. 16-0. 19% ；Ti :0. 44-0. 46% ；B :0. 17-0. 19% ；Zr 0. 42-0. 45% ；Co :0. 9-0. 95% ;稀土元素 RE :3. 8-4. 2% ;其余為 Al。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種Co-RE鋁合金材料，其成分及重量百分比為Cu6.2-6.9％；Mn0.6-0.75％；Cd0.15-0.2％；Ti0.42-0.48％；B0.16-0.19％；Zr0.3-0.45％；Co0.85-0.95％；稀土元素RE3.2-4.5％；其余為Al。本發(fā)明所述Co-RE鋁合金材料具有強(qiáng)度高，耐熱性好，熱裂傾向小、延伸率高、成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22C21/12GK102828082SQ201110159399
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者李瑞師 申請(qǐng)人:湖南創(chuàng)元新材料有限公司