[发明专利]一种高强高韧的铝合金材料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种高强高韧的铝合金材料及其制备方法和用途，涉及铝合金材料，包括以下质量百分含量的组分：Mg为0.8～1.0％，S i为0.9～1.1％，L i为0.1～0.6％，Sc为0.15～0.25％，Y为0.45～0.55％，Mn为0.45～0.55％，Cu为0.40～0.50％，余量为A l及不可避免的杂质，制备方法包括如下步骤：备料、熔炼、精炼、过滤、铸造、均化。本发明的有益效果：本发明具有高强度、高韧性、高硬度、高导电性、高抗疲劳性、高耐腐蚀性及良好的超塑性，具有较好的适用性，应用范围较广，制备方法自动化程度高，生产效率高，使得制成的铝合金材料能够用于航天器的外壳及燃料箱，新能源汽车的电池托盘，汽车轻量化的转向系统部件、防撞梁，轨道车辆的箱体、内饰件的制造。

技术领域

本发明涉及铝合金材料技术领域，更具体地说，它涉及一种高强高韧的铝合金材料及其制备方法和用途。

背景技术

铝是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中得到广泛应用。随着科学技术以及工业经济的飞速发展，铝的需求日益增多，对于铝及其合金性能的要求也在增高。铝属于一种轻质的金属材料，在铝与其合金的表面，易生成一层致密、牢固的AL2O3保护膜。这层保护膜只有在卤素离子或碱离子的激烈作用下才会遭到破坏。因此，铝有很好的耐大气腐蚀和水腐蚀的能力。铝的可塑性好，可轧成薄板和箔，可拉成管材和细丝，可挤压成各种民用的型材，也可以用大多数机床所能达到的最大速度进行车、铣、镗、刨等机械加工。工业纯铝具有铝的一般特点，密度小，抗腐蚀性能好，塑性加工性能好。然而，工业纯铝在拥有上述优点的同时，也存在着一些问题，其中最为突出的是强度和韧性不足的问题。

一般认为合金中的化学成分是决定合金强度的关键因素之一，主要合金元素低，则强度较低，韧性、耐蚀性及铸锭成形性较好，而主要合金元素高，则强度较高，韧性和耐蚀性降低，且随着主要合金元素含量提高，铸造成形性能下降。也就是说，想要获得高强度的合金材料，就要以牺牲韧性、耐蚀性以及成形性等作为代价。现有技术中，通常采用添加Zn，Cu，Mg等金属来增加铝合金的强度，但是，Zn，Cu，Mg等金属的加入，虽然增高了铝合金的强度，但是相应的也牺牲了部分工业纯铝的优势，如韧性、耐蚀性以及成形性。

目前，随着科技的不断发展，高新技术对于材料的要求也越来越高。铝合金材料作为一种有利于设备轻量化的多性能材料，需求越来越高，应用越来越广泛，因此对其的综合性能的要求也越来越高，迫切需要一种兼具高强度、高韧性的铝合金材料来代替市面上普通的铝合金材料，以扩大铝合金材料的应用领域。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高强高韧的铝合金材料及其制备方法和用途，具有高强度、高韧性、高硬度、高导电性、高抗疲劳性、高耐腐蚀性及良好的超塑性，具有较好的适用性，应用范围较广。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高强高韧的铝合金材料，包括以下质量百分含量的组分：Mg为0.8～1.0％，Si为0.9～1.1％，Li为0.1～0.6％，Sc为0.15～0.25％，Y为0.45～0.55％，Mn为0.45～0.55％，Cu为0.40～0.50％，余量为Al及不可避免的杂质。