[发明专利]一种快速时效处理的高强铝合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种快速时效处理的高强铝合金，按质量百分比由以下材料制成：Si：7.8‑9.1%，Cu：3.15‑3.6%，La：2.4‑2.8%，Nd：1.7‑1.9%，Mg：0.07‑0.09%，Mn：0.35‑0.4%，Fe：0.62‑0.92%，Zn：2.2‑2.5%，Ni：0.3‑0.4%，Pb：0.02‑0.04%，Sn：0.05‑0.07%，Cd：0.007‑0.009%，Cr：0.06‑0.08%，Hg：0.07‑0.09%，余量为Al。该铝合金的抗压强度和硬度高，并且具有较好的耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及一种快速时效处理的高强铝合金及其制备方法。

背景技术

铝合金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、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。纯铝的密度小（ρ=2.7g/cm3），大约是铁的 1/3，熔点低（660℃），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各种型材、板材，抗腐蚀性能好。但是纯铝的强度很低，退火状态 σb 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。

但是现有的铝合金加工过程中一般不进行时效处理，造成铝合金的抗拉强度较低，并且硬度较小，使用寿命不长。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种快速时效处理的高强铝合金，抗压强度和硬度高，并且具有较好的耐腐蚀性能。

本发明是这样实现的，一种快速时效处理的高强铝合金，按质量百分比由以下材料制成：Si：7.8-9.1%，Cu：3.15-3.6%，La：2.4-2.8%，Nd：1.7-1.9%，Mg：0.07-0.09%，Mn：0.35-0.4%，Fe：0.62-0.92%，Zn：2.2-2.5%，Ni：0.3-0.4%，Pb：0.02-0.04%，Sn：0.05-0.07%，Cd：0.007-0.009%，Cr：0.06-0.08%，Hg：0.07-0.09%，余量为Al。其中添加的稀土元素La和Nd使得铝合金的强度、塑性均有所提高。这主要得益于稀土元素对合金组织的改善以及弥散的稀土化合物强烈的沉淀强化效应等。添加稀土元素可以导致合金断裂过程中裂纹萌生位置与扩展途径发生改变，有利于合金的韧化。同时铝合金中随稀土含量的增加，抗拉强度、硬度提高，而延伸率略有下降。由此可见，伴随稀土的加入，合金的机械性能大有改善。稀土元素的加入也可以改善铝合金的铸造性能。这是因为铁是铝合金中非常有害的杂质，万分之几的Fe就能形成Al+FeAl3的共晶硅，大多数含铁相的结晶组织都十分粗大，直接影响合金的机械性能，降低合金的流动性，增加组织不均匀性，添加稀土，则可以改变铁相的存在形态，提高铝合金的铸造性能。从而降低了生产成本。

作为优选，按质量百分比由以下材料制成：Si：7.8%，Cu：3.15%，La：2.4%，Nd：1.7%，Mg：0.07%，Mn：0.35%，Fe：0.62%，Zn：2.2%，Ni：0.3%，Pb：0.02%，Sn：0.05%，Cd：0.007%，Cr：0.06%，Hg：0.07%，余量为Al。

作为优选，按质量百分比由以下材料制成：Si：8.5%，Cu：3.35%，La：2.6%，Nd：1.8%，Mg：0.08%，Mn：0.37%，Fe：0.77%，Zn：2.3%，Ni：0.35%，Pb：0.03%，Sn：0.06%，Cd：0.008%，Cr：0.07%，Hg：0.08%，余量为Al。