专利名称：含钇的铝锂铜镁锆基合金及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种合金的生产方法。
Al-Li合金是近几年来迅速发展起来的一种超轻型结构材料，它具有密度低、比强度、比刚度高、低温性能好等优点，在航天航空工业上有广阔的应用前景，但其塑性低，严重阻碍了它的推广应用，8090铝锂(Al-Li)-铝锂铜镁锆(Al-Li-Cu-Mg-Zr)合金是目前较为成熟的合金，但塑性问题仍没有得到解决，其主要强化相为δ1(Al3Li)和S′(Al2CuMg)，δ′在基体中弥散分布，与基体共格，在变形过程中极易被位错切割，产生强烈的平面滑移，导致合金低塑性断裂。S′相与基体半共格，不易被位错切割，从而可分散平面滑移，即S′可有效地改善合金的强塑性，但一般情况下，S′在基体中析出相当缓慢，且是在位错，亚晶界等缺陷处非均匀形核长大，为促进S′析出和均匀化，目前最常采用的方法是在人工时效前对材料进行冷变形处理，引进大量位错，以促进S′析出与均匀分布，从而提高合金的塑性，但这种方法在生产工艺中会受到限制，因而未能被实际生产中所接受。由于Al-Li合金常含有Li、Mg等活动元素，因而在有氧的环境下，很容易发生氧化，形成一表面脱错层，使其综合性能下降。
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为了解决铝锂(Al-Li)合金塑性低和抗氧化性能差的问题，本发明的目的提供一种稀土钇的铝锂铜镁锆基合金及制备方法，是在铝锂铜镁锆合金的基础上加入微量稀土元素Y(钇)，得到一种新的Al-Li系合金(即Al-Li-Cu-Mg-Zr-Y合金)新合金不需采用传统的应变时效工艺，就可使合金的塑性得到改善，而且强度并未降低，从而解决了Al-Li合金塑性差，抗氧化性能强的问题。
本发明Al-Li-Cu-Mg-Zr-Y合金的所含成份及重量百分比(wt%)锂(Li) 2.2～2.7%铜(Cu) 1.0～1.6%镁(Mg) 0.6～1.3%锆(Zr) 0.04～0.16%钇(Y) 0.05～0.50%铝(Al) 余量本发明含钇的铝锂铜镁锆基合金的制备方法将上述合金原料按比例放入真空感应炉焙炼，在氩气保护精炼和浇铸，铸锭经763K/18小时+798K/2小时二级均匀化处理，然后在723K保温2小时，挤压成φ30mm的棒材，最后再加热至723K保温1小时，热扎成4mm厚的板材，板材经798K/1小时固溶，冷水淬火后，在463K进行人工时效。
稀土钇对合金组织和性能都有明显的影响，对合金组织钇可明显细化合金的晶粒，促进β′(Al3Zr)和S′(Al2CuMg)的析出和S′相的均匀分布，并抑制δ′的长大速度，从性能上钇可以加快合金时效硬化过程，使时效硬度峰值提高，0.1Wt%可在不降低强度的情况下改善合金的塑性，0.5wt%可提高强度而塑性不降低，钇还可提高合金的抗氧化性能和高温性能。
本发明之优点在铝锂铜镁锆(8090)合金中添加微量元素钇新合金和8090合金比较具有塑性高，抗氧化性能强和高温性能好等优点。
本发明之实施例例1 在10kg真空感应炉的石墨坩锅中加入3486 Al，47.5g Cu，4.75g Zr，4.68g Y，料斗中放入27.4g Mg，96.9g Li，抽真空加电流使原料溶化，充入氩气使炉内压力升为400毫米汞柱高，加入Li Mg搅拌，最后在温度约为1023K时将熔液浇入石墨锭模中。铸锭先经763k/18小时+798K/2小时二级均匀化处理，出炉后水淬，然后在723K热挤成φ30mm的棒材，棒材在723K热轧成4mm的厚板板材，在798K固溶1小时，水淬，最后在463K/人工时效。
经化学分析合金成份为Li Cu Mg Zr Y Al2.53 1.19 0.63 0.06 0.10 余量例2 在石墨坩锅中加入Al 2970gCu 40.7g Zr 23.5g Y 21g，在料斗中加入Li 82.9g Mg 23.5g，加工工艺同例1。
经分析化学成份为Li Cu Mg Zr Y Al23 1.30 0.99 0.14 0.50 余量
权利要求
1.一种含钇的铝锂铜镁锆基合金，其特征在于该合金所含成份及重量百分比锂(Li) 2.2～2.7%铜(Cu) 1.0～1.6%镁(Mg) 0.6～1.3%锆(Zr) 0.04～0.16%钇(Y) 0.05～0.50%铝(Al) 余量
2.一种含钇的铝锂铜镁锆基合金的制作方法，其特征在于将上述合金原料按比例放入真空感应炉焙炼，在氩气保护精炼和浇铸，铸锭经763K/18小时+798K/2小时二级均匀化处理，然后在723K保温2小时，挤压成φ30mm的棒材，最后再加热至723K保温1小时，热扎成4mm厚的板材，板材经798K/1小时固溶，冷水淬火后，在463K进行人工时效。
全文摘要
本发明为一种新型合金及制作方法，铝锂铜镁锆合金是铝锂合金之一种，在已有的铝锂铜镁锆合金中加入稀土元素钇(Y)得到一种新的铝锂合金，将上述合金放入真空感应炉中焙炼，经氩气保护精炼和浇铸，经高温处理，挤压成型，板材或棒材。可广泛应用在航天航空工程技术中，本合金的优点和8090合金比较具有塑性高，抗氧化性能强和高温性能好等优点。
文档编号C22C21/00GK1083869SQ92109879
公开日1994年3月16日 申请日期1992年9月9日 优先权日1992年9月9日
发明者桂全红, 李依依, 马禄铭, 蒋晓军, 梁国军 申请人:中国科学院金属研究所