[发明专利]含钇的铝锂铜镁锆基合金

说明书

本发明涉及一种含钇的合金。

Al-Li合金是近几年来迅速发展起来的一种超轻型结构材料，它具有密度低，比强度，比刚度高，低温性能好等优点，在航天航空工业上有广阔的应用前景，但其塑性低，严重阻碍了它的推广应用，8090铝锂(Al-Li)—铝锂铜镁锆(Al-Li-Cu-Mg-Zr)合金是目前较为成熟的合金，但塑性问题仍没有得到解决，其主要强化相为δ₁(Al₃Li)和S′(Al₂CuMg)，δ′在基体中弥散分布，与基体共格，在变形过程中极易被位错切割，产生强烈的平面滑移，导致合金低塑性断裂。S′相与基体半共格，不易被位错切割，从而可分散平面滑移，即S′可有效地改善合金的强塑性，但一般情况下，S′在基体中析出相当缓慢，且是在位错，亚晶界等缺陷处非均匀形核长大，为促进S′析出和均匀化，目前最常采用的方法是在人工时效前对材料进行冷变形处理，引进大量位错，以促进S′析出与均匀分布，从而提高合金的塑性，但这种方法在生产工艺中会受到限制，因而未能被实际生产中所接受。由于Al-Li合金常含有Li，Mg等活动元素，因而在有氧的环境下，很容易发生氧化，形成一表面脱错层，使其综合性能下降。

经联机检索均未查到相关的技术文件。

为了解决铝锂(Al-Li)合金塑性低和抗氧化性能差的问题，本发明的目的提供一种稀土钇的铝锂铜镁锆基合金，是在铝锂铜镁钴合金的基础上加入微量稀土元素Y(钇)，得到一种新的Al-Li系合金(即Al-Li-Cu-Mg-Zr-Y合金)新合金不需采用传统的应变时效工艺，就可使合金的塑性得到改善，而且强度并未降低，从而解决了Al-Li合金塑性差，抗氧化性能强的问题。

本发明Al-Li-Cu-Mg-Zr-Y合金含(重量百分比)：

    锂(Li)  2.2～2.7％，

    铜(Ca)  1.0～1.6％，

    镁(Mg)  0.6～1.3％，

    锆(Zr)  0.04～0.16％，

    钇(Y)   0.05～0.50％，

    铝(Al)  余量。

稀土钇对合金组织和性能都有明显的影响，对合金组织钇可明显细化合金的晶粒，促进β′(Al₃Zr)和S′(Al₂CuMg)的析出和S′相的均匀分布，并控制δ′的长大速度，从性能上钇可以加快合金时效硬化过程，使时效硬度峰值提高，0.1Wt％可在不降低强度的情况下改善合金的塑性，0.5Wt％可提高强度而塑性不降低，钇还可提高合金的抗氧化性能和高温性能。

本发明之优点：在铝锂铜镁锆(8090)合金中添加微量元素钇新合金和8090合金比较具有塑性高，抗氧化性能强和高温性能好等优点。

本发明之实施例：

实施例1在10Kg真空感应炉的石墨坩锅中加入3486gAl，47.5gCu，4.75gZr，4.6GY，料斗中放入27.4gMg，96.9gLi，抽真空加电流使原料溶化，充人氩气使炉内压力升为400毫米汞柱高，加入LiMg搅拌，最后在温度约为1023K时将熔液浇入石墨锭模中。铸键先经763k/18小时+798K/2小时二级均匀化处理，出炉后水淬，然后在723K热挤成φ30mm的棒材，棒材在723K热轧成4mm的厚板板材，在798K固溶1小时，水淬，最后在463K/人工时效。

经化学分析合金成分为：

Li   Cu  Mg  Zr Y  Ai

2.53  1.19  0.63  0.06 0.10  余量

实施例2在石墨坩锅中加入Al2970g

Ca40.7g Zr23.5g Y21g，在料斗中加入Li82.9g Mg23.5g，加工工艺同例1。

经分析化学成分为：

Li Cu  Mg  Zr  Y  Al

23  1.30  0.99  0.14 0.50  余量