高强度铝合金的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铝合金，具体涉及一种高强度铝合金。属于金属材料冶炼技术领域。
【背景技术】
[0002]铝合金具有密度小、比强度和比刚度较高、耐蚀性好及导电导热性优良、回收容易、低温性能好等特点，广泛应用于交通运输、航空航天、电子电器等领域。铝合金的主要合金元素有硅、铜、镁、锌等，不同的合金元素及其用量对合金的组织性能都有不同的影响。
[0003]Al-Zn-Mg-Cu系铝合金是20世纪60年代以航空航天用材为背景研制并发展起来的一类高性能铝合金，具有轻质、高强度、高韧性和低成本等一系列优点，广泛应用于航空、交通运输、舰艇和兵器等领域，具有极高的应用价值。然而传统的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金，由于铝合金中的Zn含量控制在5.5%左右，导致铝合金的强度很难突破700MPa，且铝合金的综合性能不佳。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种镍基高温合金。
[0006]为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:
一种高强度铝合金，所述高强度铝合金以重量百分数计由下列组份组成:Zn:2.5-6.5%，Mg:2.3-4.0%，Cu:3.1-5.5%，Μη:0.01-0.1%，Zr:2.0-6.2%，T1:3.0-5.5%, Nb:4.5-6.0%,Ta:2.5-3.5%,Be:0.03-0.06%, Co:0.8-1.2%,Ru:1.8-3.0%,Hf:0.05-0.2%,Re:0.02-0.1%，S1:彡 0.1%，Fe:彡 0.3%，P:彡 0.005%, S:彡 0.005%, Y ^ 0.08%，其余为A1和不可避免的微量元素。
[0007]进一步，所述高强度铝合金以重量百分数计由下列组份组成:Zn:3.5-5.5%，Mg:2.5-3.5%，Cu:3.5-5.0%，Μη:0.05-0.08%，Zr:3.0-5.2%，T1:3.5-5.0 %, Nb:5.0-5.5 %,Ta:2.8-3.2 %, Be:0.04-0.05 %, Co:0.9-1.0 %, Ru:2.0-2.5%，Hf:0.09-0.1%，Re:
0.05-0.08%，Si 0.1%，Fe:彡 0.3%，P:彡 0.005%, S:彡 0.005%, Y ^ 0.08%，其余为
A1和不可避免的微量元素。
[0008]进一步，所述高强度铝合金以重量百分数计由下列组份组成:Zn:4.0%，Mg:3.0%，Cu:4.0%，Μη:0.06%，Zr:3.2%，Ti:3.6%, Nb:5.2%, Ta:3.0%, Be:0.045%, Co:0.95%,Ru:2.2%, Hf:0.095%，Re:0.06%，S1:0.1%，Fe:0.3%，P:0.005%, S:0.005%, Y0.08%，其余为A1和不可避免的微量元素。
[0009]进一步，所述不可避免的微合金元素的质量百分比为0.0OP/o-0.01%。
[0010]锶常用于铝合金的变质处理，可减少固溶时间，显著提升Al-Si铸造合金的性能，锶细化Al-Fe-Si金属间化合物，并且使针状β相转变为块状和汉字状的相，提高了抗拉强度；另外锶作为长效变质剂，细化铸态组织，使合金元素分布均匀，晶界区、晶界内部成分差别较小，提高了合金的耐腐蚀性。
[0011]在铝合金中加入微量的Zr、Hf,能够提高铝合金的抗应力腐蚀性能、淬火敏感性、抗再结晶能力和断裂性能。
[0012]元素Ru、Ta的添加，能够提高铝合金的再结晶温度，且高温强度、结构稳定性、焊接性能和抗腐蚀性能均明显提高，并可避免高温下长期工作时易产生的脆化现象，同时可提高强度。
[0013]铝合金中的钛既可脱氧产生氧化物又可产生时效强化作用，同时可减少焊缝金属广生气孔、疏松等缺陷，猛、娃联合脱氧也是最有效的脱氧剂。
[0014]磷、硫在焊接高铬镍合金时对焊缝金属的影响比其它的合金元素更为敏感。首要问题是焊缝的结晶裂纹。磷、硫在高铬镍合金中的溶解度很小，但却易形成晶界偏析，产生低熔点共晶的硫化物，促进结晶裂纹的产生。因此必须在铝合金材料中控制含磷、硫量。
[0015]稀土在铝合金中具有变质、净化以及微合金化作用，稀土元素可以改变Al-Si合金中共晶硅形态，并使金属间化合物均匀分布，从而提高合金强度及耐腐蚀性能，并且在热处理过程中细化晶粒的作用，增加其结构强度，还能提高其抗腐蚀性能和摩擦性能，提高其使用寿命，降低成本。
[0016]本发明制备的的高强度铝合金，其屈服强度可达到750Mpa，抗拉强度达到950Mpa以上，延伸率在18%左右，具有良好的抗时效稳定性、延展性和综合强韧性。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
[0019]实施例1
一种高强度铝合金，所述高强度铝合金以重量百分数计由下列组份组成:Zn:2.5%，Mg:2.3%，Cu:3.1%，Μη:0.01%，Zr:2.0%，Ti:3.0 %, Nb -A.5 %, Ta:2.5 %, Be:0.03 %,Co:0.8%, Ru:1.8%，Hf:0.05%，Re:0.02%，S1:0.1%，Fe:0.3%，P:0.005 %, S:0.005 %,Y0.08 %，其余为A1和不可避免的微量元素。
[0020]不可避免的微合金元素的质量百分比为0.001%%。
[0021]制备的铝合金的力学性能为:屈服强度750Mpa，抗拉强度lOOOMpa，延伸率18%。
[0022]实施例2
一种高强度铝合金，所述高强度铝合金以重量百分数计由下列组份组成:Zn:6.5%，Mg:4.0%，Cu:5.5%，Μη:0.1%，Zr:6.2%，T1:5.5 %, Nb:6.0 %, Ta:3.5 %, Be:0.06 %,Co:1.2 %, Ru:3.0%，Hf:0.2%, Re:0.1%，S1:0.01%，Fe:0.03%，P:0.004 %, S:0.004 %,Y0.06%，其余为A1和不可避免的微量元素；不可避免的微合金元素的质量百分比为
0.01%o
[0023]制备的铝合金的力学性能为:屈服强度785Mpa，抗拉强度1150Mpa，延伸率25%。
[0024]实施例3
一种高强度铝合金，所述高强度铝合金以重量百分数计由下列组份组成:Zn:3.5%，Mg:2.5%，Cu:3.5%，Μη:0.05%，Zr:3.0%，Ti:3.5 %, Nb:5.0 %, Ta:2.8 %, Be:0.04 %,Co:0.9%, Ru:2.0%，Hf:0.09%，Re:0.05%，S1:0.05%，Fe:0.2%, P:0.005%, S:0.005%,Y0.08% ,其余为A1和不可避免的微量元素。不可避免的微合金元素的质量百分比为
0.005%。
[0025]制备的铝合金的力学性能为:屈服强度868Mpa，抗拉强度1050Mpa，延伸率55%。
[0026]
实施例4
一种高强度铝合金，所述高强度铝合金以重量百分数计由下列组份组成:Zn:5.5%，Mg:2.5-3.5%，Cu:5.0%，Μη:0.08%，Zr:5.2%，T1:5.0%, Nb:5.5%, Ta:3.2%, Be:0.05%,Co:1.0 %, Ru:2.5%，Hf:0.1%，Re:0.08%，Si: ^ 0.1%，Fe: ^ 0.3%，P: ^ 0.005 %, S:
<0.005%，Y f 0.08%，其余为A1和不可避免的微量元素。不可避免的微合金元素的质量百分比为0.009%。
[0027]制备的铝合金的力学性能为:屈服强度814Mpa，抗拉强度1250Mpa，延伸率60%。
[0028]实施例5
进一步，所述高强度铝合金以重量百分数计由下列组份组成:Zn:4.0%，Mg:3.0%，Cu:
4.0%，Μη:0.06%，Zr:3.2%，Ti:3.6%, Nb:5.2%, Ta:3.0%, Be:0.045%, Co:0.95%, Ru:
2.2%, Hf:0.095%，Re:0.06%，S1:0.1%，Fe:0.3%，P:0.005%, S:0.005%, Y0.08%，其余为A1和不可避免的微量元素。不可避免的微合金元素的质量百分比为0.01%。
[0029]制备的铝合金的力学性能为:屈服强度912Mpa，抗拉强度950Mpa，延伸率21%。
[0030]申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【主权项】
1.一种高强度铝合金，其特征在于:所述高强度铝合金以重量百分数计由下列组份组成:Zn:2.5-6.5%，Mg:2.3-4.0%，Cu:3.1-5.5%，Mn:0.01-0.1%，Zr:2.0-6.2%，Ti:3.0-5.5%,Nb:4.5-6.0%,Ta:2.5-3.5%, Be:0.03-0.06%, Co:0.8-1.2%，Ru:1.8-3.0%，Hf:0.05-0.2%，Re:0.02-0.1%，Si: ^ 0.1%，Fe: ^ 0.3%，P 0.005 %, S 0.005 %,Y兰0.08%，其余为Al和不可避免的微量元素。2.如权利要求1所述的一种高强度铝合金，其特征在于:所述高强度铝合金以重量百分数计由下列组份组成:Zn:3.5-5.5%，Mg:2.5-3.5%，Cu:3.5-5.0%，Mn:0.05-0.08%，Zr:3.0-5.2%, Ti:3.5-5.0%,Nb:5.0-5.5%, Ta:2.8-3.2%,Be:0.04-0.05%, Co:0.9-1.0%,Ru:2.0-2.5%，Hf:0.09-0.1%，Re:0.05-0.08%，S1:彡 0.1%，Fe:彡 0.3%，P 0.005%, S:^ 0.005%, Y ^ 0.08% ,其余为Al和不可避免的微量元素。3.如权利要求1所述的一种高强度铝合金，其特征在于:所述高强度铝合金以重量百分数计由下列组份组成:Zn:4.0%，Mg:3.0%，Cu:4.0%，Mn:0.06%，Zr:3.2%，T1:3.6%, Nb:5.2%, Ta:3.0%, Be:0.045%, Co:0.95%, Ru:2.2%，Hf:0.095%，Re:0.06%，S1:0.1%，Fe:0.3%，P:0.005%, S:0.005%, Y0.08%，其余为Al和不可避免的微量元素。4.如权利要求1-3所述的一种高强度铝合金，其特征在于:所述不可避免的微合金元素的质量百分比为0.001%-0.01%。
【专利摘要】本发明公开了一种高强度铝合金，所述高强度铝合金以重量百分数计由下列组份组成：Zn：2.5-6.5%，Mg：2.3-4.0%，Cu：3.1-5.5%，Mn：0.01-0.1%，Zr：2.0-6.2%，Ti：3.0-5.5％，Nb：4.5-6.0％，Ta：2.5-3.5％，Be：0.03-0.06％，Co：0.8-1.2％，Ru：1.8-3.0%，Hf：0.05-0.2%，Re：0.02-0.1%，Si：≤0.1%，Fe：≤0.3%，P：≤0.005％，S：≤0.005％，Y≦0.08％,其余为Al和不可避免的微量元素。
【IPC分类】C22C21/10, C22C21/18, C22C21/16, C22C21/00
【公开号】CN105349852
【申请号】CN201510709862
【发明人】姬胜国
【申请人】无棣向上机械设计服务有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月28日