专利名称：一种Be-Cr-RE高强耐热铝合金材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种铝合金材料，特别涉及一种高强耐热铝合金材料。
背景技术：
随着国民经济和国防现代化建设的发展，铝合金作为轻质材料在各个领域中的应用范围越来越广，特别是在航空航天、船舰、石油化工、交通运输、电力、电子、建筑等领域，对铝合金材料具有高强耐热性能的需求越来越迫切。世界上铝合金主要有Al-Cu、Al-Si,Al-Mg等几个系列，其中Al-Cu系合金由于具有密度小、比強度高等特点，同时还具有良好的切削加工性能和耐热性能，主要用作承受较大载荷的结构件和耐热零件。以上几种系列的合金中，大部分的強度都低于400MPa，在250°C以上的高温条件下，瞬时强度一般都低于200Mpa，持久强度低于lOOMPa。其中Al-Cu系中的几个牌号的铝合金強度大于400MPa，但该系合金的鋳造性能差。已公开的文献“Sc在铝合金中的微合金化作用机理”中，描述了微量Sc在铝铜系合金中的作用，Sc具有固溶-沉淀强化、弥散强化及晶界强化作用，可抑制高強度铝铜合金的热裂倾向的作用，提高铝合金的耐腐蚀性能；但将钪加入热处理可強化的铝铜合金中，在临界成分下生成W相，对合金的综合性能有损害作用，且钪属于贵重金属，Al-Cu-Sc系铝合金制造成本尚。目前研制的几种2XXX系铝合金材料中，添加了多种微合金化元素及稀土元素，微合金化元素如Mn、Zr、Cd、Ti、Cr等，此种铝合金具有较高的抗拉强度和延伸率，但此类铝合金存在的缺陷为铝合金材料的热裂倾向大，鋳造性能差。由此，研制出ー种具有高强耐热、热裂倾向小、延展率高、成本低等特点的铝合金材料具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供ー种Be-Cr-RE高强耐热铝合金材料，该铝合金材料具有强度高，耐热性好，热裂倾向小、延展率高、成本低的特点。本发明的技术方案是Be-Cr-RE高强耐热铝合金材料的成分及重量百分比如下Cu :1.2-4. O % ；Mn 1. 0-1. 4 % ；Cd 0. 46-0. 49 % ；Ti 0. 42-0. 48 % ；B 0. 02-0. 05% ；Zr :0. 3-0. 45% ；Cr :0. 1-0. 3% ；Be :0. 006-0. 01% ;稀土元素 RE :0. 5-0. 9% ；
其余为Al。进ー步地,所述稀土元素RE包括La、Ce、Pr、Nd、Er和Y中的ー种或ー种以上的混合稀土元素。进ー步地，所述铝合金材料的成分及其含量为Cu :1. 2-1. 5% ；Mn :1. 2-1. 4% ；Cd O. 46-0. 48 % ；Ti 0. 43-0. 48 % ；B :0. 02-0. 04 % ；Zr :0. 3-0. 42 % ；Cr :0. 25-0. 3 % ；Be 0. 007-0. 01% ;稀土元素 RE 0. 5-0. 6% ;其余为 Al。
进ー步地，所述铝合金材料的成分及其含量为Cu :2. 0-2. 5% ；Mn :1. 1-1. 3% ；Cd O. 465-0. 47 % ；Ti :0. 44-0. 45 % ；B :0. 03-0. 05 % ；Zr :0. 35-0. 4 % ；Cr :0. 15-0. 2 % ；Be 0. 008-0. 009% ;稀土元素 RE :0. 65-0. 7% ;其余为 Al。进ー步地，所述铝合金材料的成分及其含量为Cu 3-3. 5% ；Mn :1. 25-1. 35% ；Cd O. 472-0. 475% ；Ti :0. 46-0. 47% ；B :0. 04-0. 05% ；Zr :0. 33-0. 37% ；Cr :0. 18-0. 22% ；Be 0. 007-0. 01% ;稀土元素 RE 0. 75-0. 8% ;其余为 Al。进ー步地，所述铝合金材料的成分及其含量为Cu :2. 0-3. 8%；Mn :1. 15-1. 3%；Cd O. 47-0. 485 % ；Ti :0. 44-0. 455 % ；B :0. 02-0. 05 % ；Zr :0. 4-0. 44 % ；Cr :0. 2-0. 28 % ；Be 0. 007-0. 008% ;稀土元素 RE :0. 65-0. 85% ;其余为 Al。本发明提供的Be-Cr-RE高强耐热铝合金材料，以Cu、Mn、稀土元素为主要的合金元素，以Cd、Ti、B、Zr、Cr、Be为多元微合金元素，具有以下优点I、高强耐热性本发明铝合金材料选用Cu的范围为I. 2-4. 0%，稀土元素的范围为O. 5-0. 9%，使Cu和稀土素成比例加入，在不降低常温強度的条件下，改善合金的高温性能；同时添加了 Mn元素，Mn具有提高再结晶温度、细化再结晶晶粒的作用，使铝合金基体和晶界同时得到強化，从而具有优良的高温和常温综合机械性能。2、减少热裂倾向合金中Cu含量大，形成富Cu相，富Cu相作为高熔点细晶弥散相以金属化合物形态弥散分布于晶界，在熔体结晶时有效抵消了晶粒内富Cu溶质因过饱和度急剧升高而形成的向晶界扩散的强烈倾向，从而减缓了结晶时的结构应力，減少了铝合金材料的热裂倾向，使铝合金鋳造性能好。3、延伸率高合金材料中加入了 Cd、Ti、B、Zr、Cr、Be微合金元素，晶界上富Cu相与微合金元素的多种弥散相，都具有细化晶粒的作用；稀土元素集中分布在晶界面上，阻碍晶界移动，使形成临界尺寸晶核的形核功減少，结晶核数量増加，从而使晶粒细化，提高延伸率，加工性能良好。4、制造成本低本发明所述铝合金材料不添加贵重金属元素，铝合金的制造成本低。本发明所述的Be-Cr-RE高强耐热铝合金材料，室温条件下抗拉强度为510-535MPa，在250°C的高温条件下的强度大于300MPa，在300°C的条件下，高温抗拉强度大于200MPa ;延伸率为5-7%。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明技术方案做进ー步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。合金材料的组分及含量如下(总重量以IOOOg计)实施例I
权利要求
1.ー种Be-Cr-RE高强耐热铝合金材料，其特征是其成分及重量百分比如下Cu 1. 2-4. O % ；Mn :1. 0-1. 4 % ；Cd :0. 46-0. 49 % ；Ti :0. 42-0. 48 % ；B :0. 02-0. 05 % ；Zr 0. 3-0. 45% ；Cr :0. 1-0. 3% ；Be :0. 006-0. 01% ;稀土元素 RE :0. 5-0. 9% ;其余为 Al。
2.根据权利要求I所述的Be-Cr-RE高强耐热铝合金材料，其特征是，所述稀土元素RE包括La、Ce、Pr、Nd、Er和Y中的ー种或ー种以上的混合稀土元素。
3.根据权利要求I所述的Be-Cr-RE高强耐热铝合金材料，其特征是，所述铝合金材料的成分及其含量为 Cu 1. 2-1. 5% ；Mn :1. 2-1. 4% ；Cd :0. 46-0. 48% ；Ti :0. 43-0. 48% ；B 0.02-0. 04%；Zr :0. 3-0. 42%；Cr :0. 25-0. 3%；Be :0. 007-0. 01%;稀土元素 RE :0. 5-0. 6%；其余为Al。
4.根据权利要求I所述的Be-Cr-RE高强耐热铝合金材料，其特征是，所述铝合金材料的成分及其含量为 Cu 2. 0-2. 5% ；Mn :1. 1-1. 3% ；Cd :0. 465-0. 47% ；Ti :0. 44-0. 45% ；B 0. 03-0. 05 % ；Zr :0. 35-0. 4 % ；Cr :0. 15-0. 2 % ；Be :0. 008-0. 009 % ;稀土 元素 RE :0. 65-0. 7% ;其余为 Al。
5.根据权利要求I所述的Be-Cr-RE高强耐热铝合金材料，其特征是，所述铝合金材料的成分及其含量为 Cu 3-3. 5% ；Mn :1. 25-1. 35% ；Cd :0. 472-0. 475% ；Ti :0. 46-0. 47% ；B 0. 04-0. 05 % ；Zr :0. 33-0. 37 % ；Cr :0. 18-0. 22 % ；Be :0. 007-0. 01 % ;稀土 元素 RE :0. 75-0. 8% ;其余为 Al。
6.根据权利要求I所述的Be-Cr-RE高强耐热铝合金材料，其特征是，所述铝合金材料的成分及其含量为 Cu 2. 0-3. 8% ；Mn :1. 15-1. 3% ；Cd :0. 47-0. 485% ；Ti :0. 44-0. 455% ；B 0. 02-0. 05 % ；Zr :0. 4-0. 44 % ；Cr :0. 2-0. 28 % ；Be :0. 007-0. 008 % ;稀土 元素 RE :0. 65-0. 85% ;其余为 Al。
全文摘要
本发明公开了一种Be-Cr-RE高强耐热铝合金材料，其成分及重量百分比为Cu1.2-4.0％；Mn1.0-1.4％；Cd0.46-0.49％；Ti0.42-0.48％；B0.02-0.05％；Zr0.3-0.45％；Cr0.1-0.3％；Be0.006-0.01％；稀土元素RE0.5-0.9％；其余为Al。本发明所述Be-Cr-RE高强耐热铝合金材料具有强度高，耐热性好，热裂倾向小、延伸率高、成本低的特点。
文档编号C22C21/00GK102828087SQ20111015980
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者李瑞师 申请人:湖南创元新材料有限公司