[发明专利]过共晶Al-Cu系合金及其制备方法

说明书

本发明提供一种过共晶Al‑Cu系合金及其制备方法。所述过共晶Al‑Cu系合金包括初生Al₂Cu相和TiC_B@TiBC晶种，其中，基于100wt％的过共晶Al‑Cu系合金，Cu的含量为33.5wt％‑53.0wt％，TiC_B@TiBC晶种的含量为0.005wt％～4.0wt％。根据本发明的过共晶Al‑Cu系合金具有改善的初生Al₂Cu相的形貌，从而解决了因初生Al₂Cu相的形貌导致的过共晶Al‑Cu系合金脆性大的问题。

技术领域

本公开属金属材料领域，特别涉及一种具有细晶初生Al₂Cu相的过共晶Al-Cu系合金材料及其制备方法。

背景技术

目前，关于Al-Cu系合金的研究和应用多集中在Cu含量小于11wt％的亚共晶合金，其可热处理强化、加工性能好、强度高，适用于生产结构复杂并且承受较大载荷的零件，例如以ZL205A合金为代表的高强度Al-Cu合金因优异的力学性能在工业生产领域中开始大量替代传统的黑色金属材料。

过共晶Al-Cu系合金中存在作为金属间化合物的初生Al₂Cu相，由于金属间化合物与传统材料相比具有耐高温、高强度和高硬度等优点，因此过共晶Al-Cu系合金在航空发动机的关键部件材料等领域具有良好的应用前景。

然而，由于过共晶Al-Cu系合金中的初生Al₂Cu相的形貌导致合金脆性较高。目前，对初生Al₂Cu相的形貌特征的研究主要集中于通过定向凝固中不同冷却速度、不同初始成分、不同加热功率、不同抽拉速度及跃迁加速等各种参数来研究合金的组织演化规律，无法有效解决因初生Al₂Cu相的形貌导致的过共晶Al-Cu系合金脆性大的问题。

发明内容

为了解决上述问题中的至少一个问题，本发明提供一种过共晶Al-Cu系合金及其制造方法。

本发明的目的在于提供一种具有改善的初生Al₂Cu相的形貌的过共晶Al-Cu系合金。

本发明的另一目的在于提供一种制造成本低且生产工艺简单的具有改善的初生Al₂Cu相的形貌的过共晶Al-Cu系合金。

根据本发明的一方面，提供一种过共晶Al-Cu系合金，所述过共晶Al-Cu系合金包括初生Al₂Cu相和TiC_B@TiBC晶种，其中，基于100wt％的过共晶Al-Cu系合金，Cu的含量为33.5wt％-53.0wt％，TiC_B@TiBC晶种的含量为0.005wt％～4.0wt％。

可选地，基于100wt％的过共晶Al-Cu系合金，TiC_B@TiBC晶种的含量可以为0.01wt％～2.5wt％。

可选地，基于100wt％的过共晶Al-Cu系合金，TiC_B@TiBC晶种的含量可以为0.1wt％～1.0wt％。

可选地，所述核部中的C含量可高于所述壳部中的C含量，所述核部中的B含量可低于所述壳部中的B含量。

可选地，所述B掺杂型TiC_B可以由TiC_xB_y表示，其中，0.72＜x＜0.81，0＜y＜0.17。