[发明专利]一种含Zr元素的Al-3%Si合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含Zr元素的Al-3%Si合金及其制备方法，属于Al-3%Si合金性能优化技术领域。

背景技术

我国的稀土资源十分丰富,据2003年英国Roskill信息公司公布的数据,我国的稀土储量为2700万t,占世界总蕴量的30·7%。如何大力开发和利用如此丰富的稀土资源已成为我国材料界的一个新的研究热点。Al-3%Si合金因具有较好的力学性能而得到广泛使用，但随着科技的发展，各行业对其的耐热性能也提出了更高的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种含Zr元素的Al-3%Si合金，旨在提高Al-3%Si合金的耐热性能，以满足现代工业的需要。

本发明的技术方案：

一种含Zr元素的Al-3%Si合金，其成分以质量分数计分别为：Si为3.38%,Zr为0.11%,余量为Al。

其制备方法为：采用常规的冶炼方式进行冶炼。

所述的Zr元素以中间合金的方式添加。

本发明的有益效果：

本发明在Al-3%Si合金中添加微量Zr后，能够延缓Si在晶界处的扩散速率,起到抑制SiAl4相向SiAl3相的转变的功能,进而提高合金的耐热性能。尤其在加入0.11wt%的Zr后,Al-3.5Si的软化温度从480℃升高到540℃,可见Zr元素能够明显提高合金的耐热性能。

附图说明：

图1为合金的软化温度曲线。

具体实施方式：

实施例：

选用两种合金,其成分(质量分数,%)分别为:合金A:3.36Si,余为Al；合金B:3.38Si,0.11Zr,余为Al。选用高纯电解铜和海绵钛为原料,采用带有气氛保护的中频感应炉熔炼合金。Zr以中间合金的形式加入。用水冷铁模浇铸成40mm×100mm×600mm的铸锭,铸锭的化学成分采用ICP分析。合金在830℃热轧至5mm,在850℃固溶0.5h,水淬后冷轧至0.5mm。最后进行450℃×6h时效处理。热处理在有氮气保护的钟罩炉内进行。对时效后的合金在400～600℃保温1h后,考察其软化温度。

结果与分析：图1为两组试样的软化温度曲线。可以看出,合金B的耐热性能比合金A的高,合金B在540℃保温1h后显微硬度才急剧下降。合金A的软化温度为480℃；而加入0.1%的Zr时(合金B)软化温度上升到540℃。这说明Zr可以明显提高合金的软化温度。