[发明专利]一种高强耐热Al-Fe合金及其制备方法

说明书

本发明属于金属材料技术领域，提供了一种高强耐热Al‑Fe合金的制备方法，将铸态Al‑Fe合金依次进行喷射成形和热挤压，得到高强耐热Al‑Fe合金；按质量百分比计，高强耐热Al‑Fe合金包括以下组分：Y0.1～1.0％，Fe2～8％和余量的Al。本发明通过添加稀土元素Y并结合喷射成形，在铝基体中形成了细小弥散分布且在高温下粗化速率低、热稳定性好的三元相AlFeY，消除了粗大针状分布的二元相AlFe，在提高合金耐热性能的同时降低了AlFe相对铝基体的割裂作用。实施例的结果显示，300℃热暴露100h，本发明提供的Al‑Fe合金的抗拉强度仍能保持220.6MPa，屈服强度仍能保持188.4MPa。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种高强耐热Al-Fe合金及其制备方法。

背景技术

Al和Fe是地壳中储量最丰富的两种金属元素，因其来源广泛，成本低廉，是工业应用中最普遍的两种金属。Al-Fe合金与其他铝合金相比，保持了铝合金密度较轻的特点，同时由于Fe在Al中会形成多种Al-Fe金属间化合物，因而其强度与硬度都相对较高，具有广泛的应用前景。

目前，为了提高Al-Fe合金的强度和耐热性，通常是在Al基体中添加足够多的Fe，从而在基体中形成更多的金属间化合物，然而过多的Fe会在基体中形成粗大的针状或片状金属间化合物，严重割裂基体，恶化合金力学性能。并且，通过在铝合金基质上结晶和/或沉淀金属间化合物而具有耐热性的合金在200℃或更高温度下存在耐热性劣化的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强耐热Al-Fe合金及其制备方法，本发明提供的高强耐热Al-Fe合金具有优异的耐热性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种高强耐热Al-Fe合金的制备方法，包括：

将铸态Al-Fe合金依次进行喷射成形和热挤压，得到高强耐热Al-Fe合金；按质量百分比计，所述高强耐热Al-Fe合金包括以下组分：Y 0.1～1.0％，Fe 2～8％和余量的Al。

优选地，按质量百分比计，所述高强耐热Al-Fe合金包括以下组分：Y0.2～0.8％，Fe 4～8％和余量的Al。

优选地，所述喷射成形的雾化温度为900～1000℃，所述喷射成形的雾化压力为0.35～0.9MPa。

优选地，所述喷射成形的沉积距离为400～800mm，所述喷射成形所用沉积器的旋转速度为1～1.5r/s。

优选地，所述热挤压的挤压比为16～25，所述热挤压的温度为450～550℃。

优选地，所述铸态Al-Fe合金的制备方法包括：将合金原料依次进行熔化、精炼和浇注，得到铸态Al-Fe合金。

优选地，所述合金原料包括金属铝、Al-Fe中间合金和Al-Y中间合金。

优选地，所述熔化的温度为780～850℃，所述熔化的时间为30～60min。

优选地，所述精炼的温度为760～830℃，所述精炼的时间为5～10min。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备的高强耐热Al-Fe合金，所述高强耐热Al-Fe合金的微观组织包括铝基体和弥散分布于所述铝基体中的AlFeY相。