本发明涉及合金技术领域，具体是一种耐低温泵阀用合金材料及其制备方法。
背景技术：
泵阀是泵和阀门的统称。泵和阀常常联系在一起的原因是使用场合。就是说有泵的地方一般都有阀门，有的地方往往需要泵。它们都用于液体输送的地方。当然，阀门还用于气体。泵阀工作的环境多样，恶劣，对材质的要求很高，目前泵阀用的合金钢有多种多样，技术有很大进步，耐磨性、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能等均有提高。但是在特殊场合还不能满足生产的要求，还需要进一步改进，特别是在输送液氢(20k)、液氧(90k)的过程中，对泵阀的耐低温性能要求很高，然而现有市场上的泵阀低温下容易发生脆化现象，其强度、塑性、韧性等力学性能急剧降低，限制了其使用范围。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种耐低温泵阀用合金材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种耐低温泵阀用合金材料，由以下按照质量百分比的成分组成：铽0.03-0.07%、铌0.1-0.5%、锆3.5-4.2%、硼1.1-1.9%、硅4.3-5.1%、镁11.6-12.4%，余量为铝。
作为本发明进一步的方案：所述耐低温泵阀用合金材料，由以下按照质量百分比的成分组成：铽0.04-0.06%、铌0.2-0.4%、锆3.7-4.0%、硼1.3-1.7%、硅4.5-4.9%、镁11.8-12.2%，余量为铝。
作为本发明进一步的方案：所述耐低温泵阀用合金材料，由以下按照质量百分比的成分组成：铽0.05%、铌0.3%、锆3.8%、硼1.5%、硅4.7%、镁12.0%，余量为铝。
一种耐低温泵阀用合金材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将硼、硅、镁、铝放入真空熔炼炉中，抽真空至6.5×10-3pa以上，开始升温，待温度升至700-720℃后在该温度下保持1.1-1.3h，继续升温至1080-1100℃时停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至2.2×103pa，在该温度下搅拌0.8-1h；然后继续升温至1220-1240℃，再充入惰性气体至8.5×104pa，在该温度下搅拌1-1.2h；将合金液冷却，得到中间合金；
2）将中间合金与铽、铌、锆置入真空熔炼炉中，升温至650℃，并在该温度下抽真空至7×10-3pa以上，然后在55-60min的时间中升温至900-920℃，并在该温度下保温0.5-0.6h，然后每分钟上升1℃，升温至1000℃，再该温度下保温0.5-0.8h，然后每2min升温1℃，升温至1350℃，静置1-1.2h；然后再在30min的时间里降温至980℃，并在该温度下保温2.2-2.5h，再降温至700℃，并在该温度下保温3-3.3h，然后降温至500℃，并并在该温度下保温8-10h降温即得。
作为本发明进一步的方案：步骤1）中，温度升至710℃后在该温度下保持1.2h。
作为本发明进一步的方案：步骤1）中，升温至1090℃时停止抽真空。
作为本发明进一步的方案：步骤2）中，静置1.1h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制得的合金具有优异的耐低温性能，在20k低温环境下仍保持较高的强度、塑性和韧性，不易发生冷脆低温转变，抗疲劳性强，经久耐用，可用于制造泵阀等，使其极适于应用极寒地区工作使用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种耐低温泵阀用合金材料，由以下按照质量百分比的成分组成：铽0.03%、铌0.1%、锆3.5%、硼1.1%、硅4.3%、镁11.6%，余量为铝。将硼、硅、镁、铝放入真空熔炼炉中，抽真空至6.5×10-3pa以上，开始升温，待温度升至700℃后在该温度下保持1.1h，继续升温至1080℃时停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至2.2×103pa，在该温度下搅拌0.8h；然后继续升温至1220℃，再充入惰性气体至8.5×104pa，在该温度下搅拌1h；将合金液冷却，得到中间合金。将中间合金与铽、铌、锆置入真空熔炼炉中，升温至650℃，并在该温度下抽真空至7×10-3pa以上，然后在55min的时间中升温至900℃，并在该温度下保温0.5h，然后每分钟上升1℃，升温至1000℃，再该温度下保温0.5h，然后每2min升温1℃，升温至1350℃，静置1h；然后再在30min的时间里降温至980℃，并在该温度下保温2.2h，再降温至700℃，并在该温度下保温3h，然后降温至500℃，并并在该温度下保温8h降温即得。
经检验，所得合金在20k温度下的力学性能为：抗拉强度430mpa，屈服强度340mpa，伸长率12.8%。
实施例2
本发明实施例中，一种耐低温泵阀用合金材料，由以下按照质量百分比的成分组成：铽0.07%、铌0.5%、锆4.2%、硼1.9%、硅5.1%、镁12.4%，余量为铝。
将硼、硅、镁、铝放入真空熔炼炉中，抽真空至6.5×10-3pa以上，开始升温，待温度升至720℃后在该温度下保持1.3h，继续升温至1100℃时停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至2.2×103pa，在该温度下搅拌1h；然后继续升温至1240℃，再充入惰性气体至8.5×104pa，在该温度下搅拌1.2h；将合金液冷却，得到中间合金。将中间合金与铽、铌、锆置入真空熔炼炉中，升温至650℃，并在该温度下抽真空至7×10-3pa以上，然后在60min的时间中升温至920℃，并在该温度下保温0.6h，然后每分钟上升1℃，升温至1000℃，再该温度下保温0.8h，然后每2min升温1℃，升温至1350℃，静置1.2h；然后再在30min的时间里降温至980℃，并在该温度下保温2.5h，再降温至700℃，并在该温度下保温3.3h，然后降温至500℃，并并在该温度下保温10h降温即得。
经检验，所得合金在20k温度下的力学性能为：抗拉强度434mpa，屈服强度343mpa，伸长率12.9%。
实施例3
本发明实施例中，一种耐低温泵阀用合金材料，由以下按照质量百分比的成分组成：铽0.04%、铌0.2%、锆3.7%、硼1.3%、硅4.5%、镁11.8%，余量为铝。
将硼、硅、镁、铝放入真空熔炼炉中，抽真空至6.5×10-3pa以上，开始升温，待温度升至710℃后在该温度下保持1.2h，继续升温至1090℃时停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至2.2×103pa，在该温度下搅拌0.9h；然后继续升温至1230℃，再充入惰性气体至8.5×104pa，在该温度下搅拌1.1h；将合金液冷却，得到中间合金。将中间合金与铽、铌、锆置入真空熔炼炉中，升温至650℃，并在该温度下抽真空至7×10-3pa以上，然后在58min的时间中升温至910℃，并在该温度下保温0.55h，然后每分钟上升1℃，升温至1000℃，再该温度下保温0.6h，然后每2min升温1℃，升温至1350℃，静置1.1h；然后再在30min的时间里降温至980℃，并在该温度下保温2.4h，再降温至700℃，并在该温度下保温3.1h，然后降温至500℃，并并在该温度下保温9h降温即得。
经检验，所得合金在20k温度下的力学性能为：抗拉强度442mpa，屈服强度355mpa，伸长率13.1%。
实施例4
本发明实施例中，一种耐低温泵阀用合金材料，由以下按照质量百分比的成分组成：铽0.06%、铌0.4%、锆4.0%、硼1.7%、硅4.9%、镁12.2%，余量为铝。
将硼、硅、镁、铝放入真空熔炼炉中，抽真空至6.5×10-3pa以上，开始升温，待温度升至710℃后在该温度下保持1.2h，继续升温至1090℃时停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至2.2×103pa，在该温度下搅拌0.9h；然后继续升温至1230℃，再充入惰性气体至8.5×104pa，在该温度下搅拌1.1h；将合金液冷却，得到中间合金。将中间合金与铽、铌、锆置入真空熔炼炉中，升温至650℃，并在该温度下抽真空至7×10-3pa以上，然后在58min的时间中升温至910℃，并在该温度下保温0.55h，然后每分钟上升1℃，升温至1000℃，再该温度下保温0.6h，然后每2min升温1℃，升温至1350℃，静置1.1h；然后再在30min的时间里降温至980℃，并在该温度下保温2.4h，再降温至700℃，并在该温度下保温3.1h，然后降温至500℃，并并在该温度下保温9h降温即得。
经检验，所得合金在20k温度下的力学性能为：抗拉强度446mpa，屈服强度359mpa，伸长率13.2%。
实施例5
本发明实施例中，一种耐低温泵阀用合金材料，由以下按照质量百分比的成分组成：铽0.05%、铌0.3%、锆3.8%、硼1.5%、硅4.7%、镁12.0%，余量为铝。
将硼、硅、镁、铝放入真空熔炼炉中，抽真空至6.5×10-3pa以上，开始升温，待温度升至710℃后在该温度下保持1.2h，继续升温至1090℃时停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至2.2×103pa，在该温度下搅拌0.9h；然后继续升温至1230℃，再充入惰性气体至8.5×104pa，在该温度下搅拌1.1h；将合金液冷却，得到中间合金。将中间合金与铽、铌、锆置入真空熔炼炉中，升温至650℃，并在该温度下抽真空至7×10-3pa以上，然后在58min的时间中升温至910℃，并在该温度下保温0.55h，然后每分钟上升1℃，升温至1000℃，再该温度下保温0.6h，然后每2min升温1℃，升温至1350℃，静置1.1h；然后再在30min的时间里降温至980℃，并在该温度下保温2.4h，再降温至700℃，并在该温度下保温3.1h，然后降温至500℃，并并在该温度下保温9h降温即得。
经检验，所得合金在20k温度下的力学性能为：抗拉强度458mpa，屈服强度365mpa，伸长率13.3%。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。