[发明专利]一种高强度、高韧性稀土铝合金材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高强度、高韧性稀土铝合金材料及其制备方法，稀土铝合金材料主要由重量比为1：0.1‑0.15的铝合金锭和稀土合金中间料制成，铝合金锭含有如下重量百分比的元素：Cu：2.03％‑2.28％、Mg：1.56％‑1.71％、Zn：7.14％‑7.56％，余量为Al；稀土合金中间料各元素及其在稀土铝合金材料中的重量百分比为：Ce：2.0％‑2.5％、La：2.0％‑2.6％、Sc≤1.5％，余量为Al；本发明所提供的高强度、高韧性稀土铝合金材料，稀土复合添加剂的稀土成分为铈、镧、钪，大大减少我们传统工艺添加的昂贵稀土钪元素的量，在达到很好的强硬度和伸长率等物理性同时，降低了昂贵的稀土钪元素的含量，降低了生产成本，本发明制备方法操作简便，生产成本低，更为节能，易于规模化生产。

主权项

1.一种高强度、高韧性稀土铝合金材料，其特征在于，所述稀土铝合金材料主要由重量比为1：0.1‑0.15的铝合金锭和稀土合金中间料制成，所述铝合金锭含有如下重量百分比的元素：Cu：2.03％‑2.28％、Mg：1.56％‑1.71％、Zn：7.14％‑7.56％，余量为Al；所述稀土合金中间料各元素及其在稀土铝合金材料中的重量百分比为：Ce：2.0％‑2.5％、La：2.0％‑2.6％、Sc≤1.5％，余量为Al；所述稀土铝合金材料的制备方法包括如下步骤：(1)配料：制备Al‑Ce、Al‑La及Al‑Sc中间合金，备用；(2)熔铸处理：(2‑1)熔炼：分别电解铝合金锭和中间合金，装入熔铝炉中熔炼，电磁搅拌或扒渣处理，制得铝液；(2‑2)静止：将铝液转注到保温炉中保温静止；(2‑3)除杂：将铝液流入在线铝精炼净化处理装置，去除铝液中的气体和非金属夹杂物；(2‑4)结晶：将经过除杂处理的铝液在流经在线铝精炼净化处理装置的铸造流槽过程中，连续加入铝‑钛‑硼线杆，结晶，并细化晶粒，形成铝液陶瓷泡沫；(2‑5)过滤：对铝液陶瓷泡沫进行过滤；(2‑6)均质化：对经过过滤处理的铝液陶瓷泡沫进行搅拌和保温处理；(2‑7)浇注：将经过均质化处理的铝液陶瓷泡沫放入立式半连续铸造机中浇注并锻造成铸锭；(3)轧制处理：(3‑1)铸锭加热；(3‑2)轧制挤压：将加热后的铸锭在热轧上经过多道次轧制挤压，制得20‑160mm厚度的板坯；将板坯，经单机架热精轧机轧制挤压，轧至2.5‑16mm厚度后卷取，形成卷起坯；(3‑3)淬火工艺；(4)均匀化热处理与冷却处理：(4‑1)均匀化热处理：对卷起坯进行均匀化热处理，处理温度为500℃‑520℃，处理时间为3‑5h；(4‑2)冷却处理：对经过均匀化热处理后的卷起坯进行冷却处理；(5)校直校平处理对经过冷却处理的卷起坯进行校直校平处理，得到直平坯；(6)T5态时效处理：对经过校直校平处理得到的直平坯进行T5态时效处理，具体工艺为：处理温度90‑205℃，处理时间1‑3h，加热气氛为天然气；进行水淬处理，48h后，进行人工时效处理，人工时效处理的温度为100‑150℃，时间为20‑30h，制得高强度、高韧性稀土铝合金材料。