[发明专利]一种高强高淬透性铝锂合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高强高淬透性铝锂合金及其制备方法，涉及航空航天飞行器结构材料制备与加工技术领域。以质量百分含量计，本发明提供的高强高淬透性铝锂合金包括以下元素：Cu 3.6～4.3％、Li 0.7～1.5％、微合金化元素0.1～1.8％和余量的Al；所述微合金化元素包括Mg、Zn和Ag中的一种或多种。本发明通过控制Cu、Li元素的含量，保证了铝锂合金的基本强度；同时添加微合金化元素，进一步提高了铝锂合金的强度和淬透性能，能够满足当前航空航天用大尺寸厚板(≥40mm)铝锂合金材料的性能需求。

技术领域

本发明涉及航空航天飞行器结构材料制备与加工技术领域，尤其涉及一种高强高淬透性铝锂合金及其制备方法。

背景技术

铝锂合金具有低密度、高强度、高断裂韧性和高腐蚀抗力等优良性能，被公认为是21世纪最具有发展前景的航空航天领域结构材料之一。随着航天工业的发展，全球性能源危机的问题日益加剧，航空航天领域对大型飞行器结构件增强减重需求越来越大。因此，如何使得大尺寸铝锂合金板材在适当降低密度的同时获取更好的力学与淬透性能，成了科研工作者研究和关注的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强高淬透性铝锂合金及其制备方法，本发明提供的铝锂合金具有高强度和高淬透性，能够满足当前航空航天用大尺寸厚板铝锂合金材料的性能需求。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高强高淬透性铝锂合金，以质量百分含量计，包括以下元素：Cu3.6～4.3％、Li 0.7～1.5％、微合金化元素0.1～1.8％和余量的Al；所述微合金化元素包括Mg、Zn和Ag中的一种或多种。

优选的，所述微合金化元素为Mg时，所述Mg的含量为0.2～0.6％。

优选的，所述微合金化元素为Zn时，所述Zn的含量为0.1～0.8％。

优选的，所述微合金化元素为Ag时，所述Ag的含量为0.1～0.7％。

优选的，所述微合金化元素为Mg和Zn时，所述Mg的含量为0.2～0.4％，所述Zn的含量为0.5～0.8％。

优选的，所述微合金化元素为Mg和Ag时，所述Mg的含量为0.4～0.6％，所述Ag的含量为0.3～0.7％。

优选的，所述微合金化元素为Zn和Ag时，所述Zn的含量为0.2～0.6％，所述Ag的含量为0.4～0.7％。

优选的，所述微合金化元素为Mg、Zn和Ag时，所述Mg的含量为0.3～0.5％，所述Zn的含量为0.2～0.7％，所述Ag的含量为0.3～0.6％。

优选的，所述Cu和Li质量的比值为2.4～6.14。

本发明提供了上述方案所述高强高淬透性铝锂合金的制备方法，包括以下步骤：

根据上述方案所述高强高淬透性铝锂合金的组成，进行配料，将配好的原料依次进行熔炼、精炼和浇铸，得到铸锭；将所述铸锭进行均匀化处理，得到均匀化铸锭；将所述均匀化铸锭依次进行热轧、非等温退火和冷轧，得到成型毛坯；将所述成型毛坯依次进行固溶、淬火和时效处理，得到高强高淬透性铝锂合金；所述非等温退火的温度为400～460℃，保温时间为1.8～3.2h。

本发明提供了一种高强高淬透性铝锂合金，以质量百分含量计，包括以下元素：Cu3.6～4.3％、Li 0.7～1.5％、微合金化元素0.1～1.8％和余量的Al；所述微合金化元素包括Mg、Zn和Ag中的一种或多种。本发明通过控制Cu、Li元素的含量，有利于生成合金强化效果最好的T1相(Al2CuLi)，此外，高含量的Cu还有利于合金中强化相Al2Cu的形成与长大，进而保证了铝锂合金的基本强度；同时添加微合金化元素，进一步提高了铝锂合金的强度和淬透性能，能够满足当前航空航天用大尺寸厚板(≥40mm)铝锂合金材料的性能需求。