一種高溫耐熱性鋁合金的製作方法
2023-04-23 09:19:06
一種高溫耐熱性鋁合金的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高溫耐熱性鋁合金，按重量百分比由40％～49％的鋁、5％～7％的鈮、2％～4％的鉻、0.03％～0.04％的釔、0.15％-0.5％的鐵、0.05％-0.6％的鎂、0.05％-0.3％的鋯、0.05％-0.3％的釩，餘量為鈦熔煉而成。
【專利說明】一種高溫耐熱性鋁合金
【技術領域】
[0001]本發明屬於金屬材料領域，特別是指一種耐高溫高鈮鈦鋁合金。
【背景技術】
[0002]現有的高Nb-TiAl合金具有密度低，比強度高和比彈性模量、良好的抗蠕變及抗氧化能力等特點，使其成為航空、航天以及汽車工業等輕質耐熱、高強高溫結構部件的主要材料。但還有其缺陷，即Nb元素的添加在帶來高強度增加的同時，卻提高了 TiAl合金的變形抗力，降低了塑性變形能力，不利於板材的製備，且隨著飛行器和運輸工具速度的提高， 對材料的耐熱性提出了更高的要求。而且在熱機械處理過程中通常需要2~3次包套鍛造， 增加了生產成本。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種更優化的高Nb-TiAl合金配方及其製備方法，以改善其現有的存在變形能力差得問題，同時進一步提高了經時溫度。
[0004]一種高溫耐熱性鋁合金，按重量百分比由40%~49%的鋁、5%~7%的鈮、2%~ 4% 的鉻、0.03%~0.04% 的釔、0.15% -0.5% 的鐵、0.05% -0.6% 的鎂、0.05% -0.3% 的鋯、0.05% -0.3%的釩，餘量為鈦熔煉而成。
[0005]本發明的有益效果是:
[0006]本發明通過減少Cr的用量，同時添加了 Ce Zr Fe等元素,穩定了 beta相,改善高鈮鈦鋁合金的熱變形能力及力學性能，提高了塑性變形能力，以利於板材的製備並提高了材料的耐熱性。同時改變高鈮鈦鋁合金的凝固路線，通過beta相凝固可以獲得細小均勻、 無明顯偏析的組織，有利於後續的熱機械處理以及板材的製備。
【具體實施方式】
·[0007]本發明合金按重量百分比由40%~49%的鋁、5%~7%的鈮、2%~4%的鉻、
0.03 % ~0.04 % 的釔、0.15 % -0.5 % 的鐵、0.05 % -0.6 % 的鎂、0.05 % -0.3 % 的鋯、
0.05% -0.3%的釩，餘量為鈦熔煉而成。
[0008]對本發明所添加的元素及其含量作進一步的說明。
[0009]本配方中添加的Cr，在鋁合金中生成微細的金屬間化合物，使其強度提高。Cr的含量不足2%時，不能充分地得到強度提高的效果，另一方面Cr的含量超過4%是，生成粗大的金屬間化合物，會使鋁合金材料的成型加工性降低，因此含量設定為2_4%
[0010]Fe在鋁合金中作為金屬件化合物進行晶出析出，有助於分散強化成為再結晶的核，促進再結晶，因此，具有使晶粒組織微細的效果，使鋁合金材料的成形加工性提高。
[0011]Mg有叫強的韌性和延展性，鋁合金中進行固溶析出強話，從而使其強度提高。Mg 的含量不足0.05%時，不能充分地得到強度提高的效果，含量超過0.3%時，生成粗大的金屬間化合物，會使鋁合金材料的延展性降低，因此含量設定為0.05_0.6%[0012]Zr是很好的耐高溫材料。
[0013]一種高溫耐熱性鋁合金是通過以下方法製備，具體是按以下步驟完成的:
[0014]一、配料:按重量百分比由40%~49%的鋁、5%~7%的鈮、2%~4%的鉻、
0.03 % ~0.04 % 的釔、0.15 % -0.5 % 的鐵、0.05 % -0.6 % 的鎂、0.05 % -0.3 % 的鋯、
0.05% -0.3%的釩，餘量為鈦配料 ；
[0015]二、熔煉:將步驟一配比的材料在溫度為1500°C~1700°C、真空度為
[0016]0.5X KT2MPa~1.5X KT2MPa的條件下熔煉均勻，並在溫度為1500°C~1700°C、 真空度為0.5X 10_2MPa~1.5 X IO^2MPa的條件下保溫8min~30min，得到穩定的合金熔體；
[0017]三、澆鑄:
[0018]首先將澆鑄模具在200°C~300°C下預熱3h~5h，得到預熱後的澆鑄模具，然後將步驟二得到穩定的合金熔體澆注入預熱後的澆鑄模具中，在真空度為0.5X 10_2MPa MPa~
1.5X IO-2MPa下冷卻至室溫，即得到具有良好熱加工性能的高鈮鈦鋁合金；步驟一中所述的材料為AlNb中間合金、高純Al、海綿T1、高純Cr合金和AH合金。
[0019]在本申請的所有實施例中，有區別的僅是材料的組成，其它條件相同。
[0020]實施例1
[0021]本發明合金按重量百分比由40%的鋁、5%的鈮、2%的鉻、0.03%~的釔、0.15% 的鐵，0.05%的鎂、0.05%的鋯、0.05%的釩，餘量為鈦熔煉而成。
[0022]實施例2
[0023]本發明合金按重量百分比由49 %的鋁、7 %的鈮、4%的鉻、0.04%的釔、0.5 %的鐵，0.6%的鎂、0.3%的鋯、0.3%釩，餘量為鈦熔煉而成。
[0024]實施例3
[0025]本發明合金按重量百分比由45%的鋁、6%的鈮、3%的鉻、0.035%的釔、0.3%的鐵，0.2 %的鎂、0.1 %的鋯、0.08 %釩，餘量為鈦熔煉而成。
【權利要求】
1.一種高溫耐熱性鋁合金，其特徵在於:按重量百分比由40%~49%的鋁、5%~ 7%的鈮、2%~4%的鉻、0.03%~0.04%的釔、0.15% -0.5%的鐵、0.05% -0.6%的鎂、0.05% -0.3%的鋯、0.05% -0.3%的釩，餘量為鈦熔煉而成。
【文檔編號】C22C21/00GK103572102SQ201310541052
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2013年11月5日
【發明者】姚芸 申請人:姚芸