[发明专利]一种高强高韧Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高强高韧Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金，其特征在于：包含MAl₃颗粒、MAl₃团聚体、MB₂颗粒和MB₂团聚体，其中，M代表Ti或Nb；

所述Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金的质量百分比的组分组成为：10％的Mg，0.0125％的Ti，0.0125％的Nb，0.0025％的B，余量为Al；

采用氟盐反应法制备得到Al-Ti-Nb-B合金锭，将Al-Ti-Nb-B合金锭经热挤压后得到的Al-Ti-Nb-B合金杆，Al-Ti-Nb-B合金杆中的MAl₃和MB₂细化及强化颗粒分布均匀；单个MAl₃颗粒平均直径≤2.1微米，MAl₃团聚体平均尺寸≤8.7微米；组织中单个MB₂颗粒平均直径≤0.3微米，MB₂团聚体平均尺寸≤3.5微米；将Al-Ti-Nb-B合金杆作为晶粒细化剂，获得高强高韧Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金；

所述Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金的物相为：NbAl₃、TiAl₃、TiB₂、NbB₂及MgB₂细化及强化物相中的任意一种及任意多种的组合，其余物相还包括Al₃Mg₂及α-Al相。

2.根据权利要求1所述的高强高韧Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金，其特征在于：所述α-Al相的平均晶粒尺寸为60.7微米。

3.根据权利要求1所述的高强高韧Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金，其特征在于：所述Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金的最高室温屈服强度为184.9MPa，最高抗拉强度为402.3MPa，最高延伸率为35.2％。

4.一种权利要求1所述高强高韧Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金的制备方法，其特征在于，采用氟盐反应法和热挤压法制得Al-Ti-Nb-B合金，包括以下步骤：

步骤1，Al-Ti-Nb-B合金锭的制备：

以氟钛酸钾作为Ti源材料，氟硼酸钾作为B源材料，Nb₂O₅作为Nb源材料，采用氟盐反应法制备Al-Ti-Nb-B合金锭；

步骤2，Al-Ti-Nb-B合金杆的制备：

将在步骤1所得Al-Ti-Nb-B合金锭进行热挤压加工，制备Al-Ti-Nb-B合金杆；

步骤3，Al-10Mg合金熔体的熔炼：

将井式炉进行空炉预热去除炉中水气，同时，将纯铝进行预热，然后，将已预热的纯铝放入井式炉进行熔炼，待纯铝完全熔化后，捞取表面浮渣并去除氧化皮，保持熔体温度，加入铝镁中间合金，并将其完全没入铝液，得到Al-10Mg合金熔体；

步骤4，晶粒的细化过程：

将在所述步骤2中所得Al-Ti-Nb-B合金杆进行预热，然后将已预热的Al-Ti-Nb-B合金杆加入在所述步骤3中所得Al-10Mg合金熔体进行晶粒细化处理，获得Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金熔体；

步骤5，进行合金熔体的精炼、除气、浇铸，铸态Al-10Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金的制备：

将精炼剂用铝箔包裹并烘干，同时预热不锈钢钟罩，然后用已预热的不锈钢钟罩将已预热的精炼剂压至熔体底部，并在Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金熔体中通入高纯氩气，完成Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金熔体的精炼和除气过程，然后将Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金熔体浇入已预热的浇铸模具中，待铝镁合金熔体凝固并冷却后，将铸件开模取出，得到铸态Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金，所述浇铸模具的材质均为铸铁；

步骤6，铸态Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金的固溶处理：

将在所述步骤5所得铸态Al-Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金进行固溶处理，得到高强高韧的铸造Al-10Mg-(Al-Ti-Nb-B)合金。