本发明涉及金属
技术领域：
，尤其涉及一种高强度石墨烯稀土铝合金。
背景技术：
：铝在地壳中的储量极为丰富，约占地壳总质量的7.45％左右，含量排在氧元素、硅元素之后，位居第三。铝合金由于具有良好的密度小、强度大及加工性能好，在航空、航天、建筑等领域得到广泛应用。作为结构材料，如何进一步提高铝合金强度是研究的重要方向之一，常见的在铝合金中添加石墨、碳化硅、碳化硼等制备铝基复合材料提高强度的效果并不明显，同时影响铝合金的塑性，而随着人们对铝合金性能要求的提高，铝合金的强度还有待改善。技术实现要素：基于
背景技术：
存在的技术问题，本发明提出了一种高强度石墨烯稀土铝合金，其配方合理，通过合理添加石墨烯和稀土元素，使其具有良好的强度、韧性等力学性能，同时具有耐腐蚀性与耐磨性好，使用寿命长等优点。本发明提出的一种高强度石墨烯稀土铝合金，包括铝合金基体和石墨烯，铝合金基体的组分按质量百分数包括：cu：1.2-1.8％、si：0.18-0.25％、cr：0.08-0.2％、mg：0.6-0.8％、mn：0.1-0.2％、fe：0.3-0.4％、zn：0.3-0.5％、ti：0.02-0.06％、v：0.1-0.2％、ni：0.1-0.2％、mo：0.04-0.07％、zr：0.05-0.12％、nd：0.04-0.08％、la：0.04-0.06％、ce：0.03-0.05％，余量为al。具体实施例中，cu的质量百分数还可以为1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％，si的质量百分数还可以为0.2％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％，cr的质量百分数还可以为0.1％、0.12％、0.14％、0.16％、0.18％，mg的质量百分数还可以为0.62％、0.65％、0.68％、0.7％、0.74％、0.78％，mn的质量百分数还可以为0.12％、0.14％、0.16％、0.18％、0.19％，fe的质量百分数还可以为0.32％、0.34％、0.36％、0.38％，zn的质量百分数还可以为0.32％、0.35％、0.37％、0.4％、0.45％、0.48％，ti的质量百分数还可以为0.03％、0.04％、0.045％、0.05％、0.055％，v的质量百分数还可以为0.12％、0.14％、0.16％、0.18％、0.19％，ni的质量百分数还可以为0.12％、0.14％、0.16％、0.18％、0.19％，mo的质量百分数还可以为0.045％、0.05％、0.055％、0.06％、0.065％，zr的质量百分数还可以为0.06％、0.08％、0.1％、0.11％，nd的质量百分数还可以为0.045％、0.05％、0.06％、0.07％、0.075％，la的质量百分数还可以为0.045％、0.05％、0.055％，ce的质量百分数还可以为0.035％、0.04％、0.045％，余量为al。优选地，石墨烯在高强度石墨烯稀土铝合金中的含量为0.5-0.8％。优选地，石墨烯中固定碳含量≥99.5％，石墨烯的粒度为240-270目。优选地，铝合金基体的组分中，nd、la、ce的质量百分数满足如下关系式：0.13％≤nd+la+ce≤0.17％。优选地，铝合金基体的组分中，cu、cr、mn、v的质量百分数满足如下关系式：1.1％≤0.5×cu+cr+mn+v≤1.3％。优选地，铝合金基体的组分中，mg、ti、zr的质量百分数满足如下关系式：0.74％≤mg+ti+zr≤0.91％。优选地，铝合金基体的组分按质量百分数包括：cu：1.4-1.6％、si：0.2-0.22％、cr：0.1-0.16％、mg：0.65-0.75％、mn：0.12-0.18％、fe：0.32-0.37％、zn：0.35-0.45％、ti：0.03-0.05％、v：0.12-0.18％、ni：0.12-0.18％、mo：0.045-0.065％、zr：0.07-0.1％、nd：0.05-0.07％、la：0.045-0.056％、ce：0.035-0.045％，其余为al。优选地，铝合金基体的组分按质量百分数包括：cu：1.5％、si：0.21％、cr：0.13％、mg：0.72％、mn：0.15％、fe：0.35％、zn：0.4％、ti：0.042％、v：0.15％、ni：0.15％、mo：0.052％、zr：0.085％、nd：0.062％、la：0.05％、ce：0.04％，其余为al。本发明采用常规工艺制得。本发明中通过加入mg、ti和zr，并控制其在铝合金中的含量，在铝合金中形成mg5al8相、al3ti相和al3zr相，弥散分布在铝合金中，结晶时形成非自发核心，细化了铝合金组织结构，提高了铝合金的抗拉强度和屈服强度；cu、cr、mn和v配合，并使cu、cr、mn、v的质量百分数满足：1.1％≤0.5×cu+cr+mn+v≤1.3％，改善了cu对铝合金抗腐蚀性造成的不利影响，生成强化相cual2和mnal6，各强化相均匀沉淀，起到固溶强化和时效强化效果，提高铝合金的抗腐蚀性和焊接性能，同时能溶解杂质铁，减小fe对铝合金的有害影响，再与nd、la、ce配合，使铝合金熔铸时成分过冷，阻止铝合金再结晶，提高铝合金再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒，减少二次晶间距，提高铝合金的致密度，与石墨烯配合，石墨烯的比表面积大，均匀分布在铝合金基体中，与基体形成良好的结合界面，阻碍结合界面受力过程中的位错移动和裂纹扩展，减少铝合金中的气体和夹杂，进一步细化晶粒，提高铝合金的致密度，并促进夹杂相趋于球化，同时降低铝合金液的表面张力，增加铝合金液的流动性，提高铝合金的热加工性能，cu、cr、mn、v、nd、la、ce和石墨烯配合，进一步改善铝合金的性能，提高了铝合金的韧性和降低铝合金应力腐蚀开裂敏感性，同时显著提高铝合金的强度、硬度、耐腐蚀性和耐磨性能，延长了铝合金的使用寿命；si、mg和ni配合，降低铝合金间隙原子交互作用的能量和晶体点阵中的位错运动抗力，促进应力松弛，同时生成强化相mg2si，提高铝合金的韧性、抗裂性、铸造性能和抗腐蚀性，降低铝合金脆性断裂倾向。本发明提出的一种高强度石墨烯稀土铝合金，其配方合理，通过合理添加石墨烯和稀土元素，使其具有良好的强度、韧性等力学性能，同时具有耐腐蚀性与耐磨性好，使用寿命长等优点。具体实施方式下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例1本发明提出的一种高强度石墨烯稀土铝合金，包括铝合金基体和石墨烯，铝合金基体的组分按质量百分数包括：cu：1.8％、si：0.25％、cr：0.08％、mg：0.6％、mn：0.1％、fe：0.4％、zn：0.3％、ti：0.02％、v：0.2％、ni：0.2％、mo：0.04％、zr：0.12％、nd：0.04％、la：0.06％、ce：0.03％，余量为al。实施例2本发明提出的一种高强度石墨烯稀土铝合金，包括铝合金基体和石墨烯，铝合金基体的组分按质量百分数包括：cu：1.2％、si：0.18％、cr：0.2％、mg：0.8％、mn：0.2％、fe：0.3％、zn：0.5％、ti：0.06％、v：0.1％、ni：0.1％、mo：0.07％、zr：0.05％、nd：0.08％、la：0.04％、ce：0.05％，余量为al。其中，石墨烯在高强度石墨烯稀土铝合金中的含量为0.5％；石墨烯中固定碳含量为99.5％，石墨烯的粒度为240目。实施例3本发明提出的一种高强度石墨烯稀土铝合金，包括铝合金基体和石墨烯，铝合金基体的组分按质量百分数包括：cu：1.5％、si：0.21％、cr：0.14％、mg：0.72％、mn：0.15％、fe：0.35％、zn：0.42％、ti：0.04％、v：0.14％、ni：0.15％、mo：0.055％、zr：0.08％、nd：0.06％、la：0.05％、ce：0.04％，余量为al。其中，石墨烯在高强度石墨烯稀土铝合金中的含量为0.65％；石墨烯中固定碳含量为99.9％，石墨烯的粒度为250目。实施例4本发明提出的一种高强度石墨烯稀土铝合金，包括铝合金基体和石墨烯，铝合金基体的组分按质量百分数包括：cu：1.65％、si：0.22％、cr：0.12％、mg：0.75、mn：0.12％、fe：0.36％、zn：0.33％、ti：0.03％、v：0.12％、ni：0.18％、mo：0.05％、zr：0.1％、nd：0.05％、la：0.055％、ce：0.035％，余量为al。其中，石墨烯在高强度石墨烯稀土铝合金中的含量为0.8％；石墨烯中固定碳含量为99.8％，石墨烯的粒度为270目。实施例5本发明提出的一种高强度石墨烯稀土铝合金，包括铝合金基体和石墨烯，铝合金基体的组分按质量百分数包括：cu：1.45％、si：0.2％、cr：0.15％、mg：0.65％、mn：0.18％、fe：0.34％、zn：0.45％、ti：0.05％、v：0.18％、ni：0.12％、mo：0.06％、zr：0.07％、nd：0.07％、la：0.045％、ce：0.045％，余量为al。其中，石墨烯在高强度石墨烯稀土铝合金中的含量为0.7％；石墨烯中固定碳含量为99.85％，石墨烯的粒度为260目。对本发明实施例3中一种高强度石墨烯稀土铝合金在常温常压下进行性能测试，与现有技术相比结果如下表所示：屈服强度/mpa拉伸强度/mpa硬度/hrc现有技术550590160实施例3650.5695.5180通过上述表格可以看出，本发明所述高强度石墨烯稀土铝合金与现有技术相比，在屈服强度、拉伸强度和硬度方面都得到了提升，表现出更加优异的性能，更适合于生产使用。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12