本发明涉及铝合金材料领域,尤其涉及一种抗冲击铝合金材料。
背景技术:
铝合金的抗冲击性能是提高产品性能重点,随着温度升高,由于存在温升现象,从而导致合金抗冲击性能下降。随着保温时间的延长,合金的强度下降明显。因此提高高温性能显得十分重要。稀土元素不仅能提高合金的力学性能,而且能够提高强化相的稳定性,阻止强化相的析出和长大,但是高速冲击过程和单纯的高温拉伸试验有很大差别,高速冲击过程不仅存在温升现象,还有应变强化、应变率强化以及应力波的作用等。
技术实现要素:
本发明的目的在于针对已有的技术现状,提供一种抗冲击的铝合金材料。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种抗冲击铝合金材料,包括以下质量百分比的物质成分:
cu:2-8%;
mg:0.1-0.5%;
mn:0.1-0.5%;
ti:0.01-0.1%;
zr:0.1-0.3%;
yb:0.05-0.2%;
ce:0.1-0.6%;
余量为al及微量杂质。
进一步的,所述的一种抗冲击铝合金材料,其特征在于:包括以下质量百分比的物质成分:
cu:5.9%;
mg:0.2%;
mn:0.3%;
ti:0.06%;
zr:0.2
yb:0.1
ce:0.2
余量为al及微量杂质。
所述的一种抗冲击铝合金材料的制备方法:先在880~950℃将al熔化,然后依次加入纯cu、zr、mn、ce、mg,除去表面杂质后,再加入yb、ce;然后置于铁模中铸造成坯,以720~730℃,18h均匀化退火,退火后空冷,然后在520℃下保温2h后从45mm热轧到5mm,接着进行冷轧变形。
进一步的,所述的一种抗冲击铝合金材料的制备方法:先在910℃将al熔化,然后依次加入纯cu、zr、mn、ce、mg,除去表面杂质后,再加入yb、ce;然后置于铁模中铸造成坯,以730℃,18h均匀化退火,退火后空冷,然后在520℃下保温2h后从45mm热轧到5mm,接着进行水淬,水淬温度为15℃,接着进行冷轧变形。
本发明的有益效果为:yb、ce与al、cu等元素形成了少量的耐热化合物,因此化合物熔点提高,具有很好的热稳定性,且能防止晶界的位错运动,从而提高合金强度、硬度。又由于存在弱化现象,因而能够提高合金高温下晶界防止蠕变的能力,起到提高晶界强度,减缓粗化速率,增加合金的高温强度的效果。
具体实施方式
为了使审查委员能对本发明之目的、特征及功能有更进一步了解,兹举较佳实施例详细说明如下:
实施例1:一种抗冲击铝合金材料,包括以下质量百分比的物质成分:
cu:6%;
mg:0.4%;
mn:0.3%;
ti:0.05%;
zr:0.28%;
yb:0.18%;
ce:0.5%;
余量为al及微量杂质。
实施例2:一种抗冲击铝合金材料,包括以下质量百分比的物质成分:
cu:3%;
mg:0.18%;
mn:0.2%;
ti:0.02%;
zr:0.11%;
yb:0.07%;
ce:0.2%;
余量为al及微量杂质。
实施例3:一种抗冲击铝合金材料,包括以下质量百分比的物质成分:
cu:7%;
mg:0.4%;
mn:0.35%;
ti:0.02%;
zr:0.11%;
yb:0.06%;
ce:0.2%;
余量为al及微量杂质。
实施例4:一种抗冲击铝合金材料,包括以下质量百分比的物质成分:
cu:3%;
mg:0.1%;
mn:0.2%;
ti:0.1%;
zr:0.3%;
yb:0.2%;
ce:0.4%;
余量为al及微量杂质。
实施例5:一种抗冲击铝合金材料,包括以下质量百分比的物质成分:
cu:5.9%;
mg:0.2%;
mn:0.3%;
ti:0.06%;
zr:0.2
yb:0.1
ce:0.2
余量为al及微量杂质。
实施例1-5中,抗冲击铝合金材料的制备工艺为:先在910℃将al熔化,然后依次加入纯cu、zr、mn、ce、mg,除去表面杂质后,再加入yb、ce;然后置于铁模中铸造成坯,以730℃,18h均匀化退火,退火后空冷,然后在520℃下保温2h后从45mm热轧到5mm,接着进行水淬,水淬温度为15℃,接着进行冷轧变形。
当应变率较低时,合金的硬度值随应变率的提高有增大的趋势,硬度值达到最大值,但应变率进一步升高时,合金的硬度值明显下降,但是添加添加0.2%ce的合金硬度值仍高于其他铝合金材料。当温度为341开尔文时,添加0.2ce合金的屈服强度达到725mpa,明显高于未添加合金的510mpa,而极限强度也高于其他合金50mpa。在温度为573开尔文条件下,由于存在热软化效应,合金的屈服强度和极限强度稍微下降,但是添加0.2%ce合金的屈服强度仍有670mpa左右。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。