一種高強度高韌性鋁合金材料的製作方法

2024-02-19 07:36:15 1

本發明屬於鋁合金領域，特別涉及一種高強度高韌性鋁合金材料。

背景技術：

鋁合金是純鋁的延伸產品，純鋁的密度小(ρ＝2.7g/m3)，大約是鐵的1/3，且熔點低，約為660℃左右，鋁是面心立方結構，故具有很高的塑性(δ:32～40％，ψ:70～90％)，因此其易於加工，可製成各種型材、板材，且抗腐蝕性能好。但是純鋁的強度很低，故不宜作結構材料。通過長期的生產實踐和科學實驗，人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。

鑄造鋁合金，顧名思義，就是以鋁為基礎，在溶融狀態下填充鑄型獲得一定形狀和尺寸鑄件毛坯的鋁合金，鑄造鋁合金用於製造形狀複雜的零件，例如儀表、內燃機活塞、飛機等殼體零件。主要利用質輕、強度高的特點。鑄造鋁合金應用遍及機械、汽車、建築等領域，是國家重點推廣應用的新型產品。而目前業內生產得到的鑄造鋁合金強度只能達到180Mpa-200Mpa，硬度85HB-95HB，很多時候無法適用對強度和硬度要求更高的領域，限制了其市場推廣。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種高強度高韌性鋁合金材料，該材料通過改變材料組成，得到了高強度、高韌性的鋁合金材料，克服了鑄造鋁合金強度不夠的問題，具有良好的應用前景。

本發明的一種高強度高韌性鋁合金材料，由以下組分組成：Si 9.5％-11.0％、Cu 1.5％-3.5％、Fe 0.05％-2％、Mn 1.0％-1.5％、Mg 0.4％-0.6％、Cr 0.1％-0.2％、Pb 0.01％-0.2％、Ti 0.1％-0.2％、Ni 0.01％-0.02％、Zn 1％-3％、Sn 0.1％-0.4％以及餘量Al。

優選的，由以下組分組成：Si 9.5％-11.0％、Cu 1.5％-3.5％、Fe 0.5％-2％、Mn 1.0％-1.5％、Mg 0.4％-0.6％、Cr 0.1％-0.2％、Pb 0.1％-0.2％、Ti 0.1％-0.2％、Ni 0.01％-0.02％、Zn 1％-3％、Sn 0.1％-0.4％以及餘量Al。

最優選的，由以下組分組成：Si 9.5％、Cu 1.5％、Fe 0.5％、Mn 1.25％、Mg 0.6％、Cr 0.1％、Pb 0.1％、Ti 0.1％、Ni 0.01％、Zn 1％、Sn 0.1％以及餘量Al。

最優選的，由以下組分組成：Si 10.0％、Cu 2.0％、Fe 1％、Mn 1.0％、Mg 0.4％、Cr 0.15％、Pb 0.1％、Ti 0.15％、Ni 0.02％、Zn 2％、Sn 0.2％以及餘量Al。

最優選的，由以下組分組成：Si 11.0％、Cu 3.5％、Fe 2％、Mn 1.5％、Mg 0.4％、Cr 0.2％、Pb 0.2％、Ti 0.2％、Ni 0.02％、Zn 3％、Sn 0.4％以及餘量Al。

本發明中：鉻在鋁中形成金屬間化合物，阻礙再結晶的形核和長大過程，對合金有一定的強化作用，還能改善合金韌性和降低應力腐蝕開裂敏感性。鈦在鋁合金中提高機械性能。

有益效果

本發明通過改變材料組成，得到了高強度、高韌性的鋁合金材料，克服了鑄造鋁合金強度不夠的問題；材料抗拉強度可達810MPa以上，延伸率可達12％以上，具有良好的應用前景。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。

實施例1

本實施例的鋁合金材料由以下組分組成：Si 9.5％、Cu 1.5％、Fe 0.5％、Mn 1.25％、Mg 0.6％、Cr 0.1％、Pb 0.1％、Ti 0.1％、Ni 0.01％、Zn 1％、Sn 0.1％以及餘量Al。

經檢測，本實施例材料的抗拉強度為812MPa，延伸率為12.5％。

實施例2

本實施例的鋁合金材料由以下組分組成：Si 10.0％、Cu 2.0％、Fe 1％、Mn 1.0％、Mg 0.4％、Cr 0.15％、Pb 0.1％、Ti 0.15％、Ni 0.02％、Zn 2％、Sn 0.2％以及餘量Al。

經檢測，本實施例材料的抗拉強度為820MPa，延伸率為13％。

實施例3

本實施例的鋁合金材料由以下組分組成：Si 11.0％、Cu 3.5％、Fe 2％、Mn 1.5％、Mg 0.4％、Cr 0.2％、Pb 0.2％、Ti 0.2％、Ni 0.02％、Zn 3％、Sn 0.4％以及餘量Al。

經檢測，本實施例材料的抗拉強度為815MPa，延伸率為12.8％。