[发明专利]路易斯酸碱对优化亚纳米物相的铝合金材料及其制造方法

摘要

本发明采用广义的路易斯酸碱对，在铝合金熔体纳米尺度区域产生分子解体、扰动、活化、重构和排除效应，有效催生临界晶核，使合金在凝固之前获得最佳的分子物相组合结构，以“重量百分比计：锰Mn:≤2％，镉Cd:0.05％～0.5％，铜Cu:4.2％～8.0％且Cu≥0.8Mn+4.05％或铜0.5％≤Cu≤3％且Cu≥1.5Mn，路易斯酸碱对总量为1％×10‑4～2.0％或7.0％～9.0％，余量为铝Al”的主成分设计相配合，促使合金晶态为平均晶粒度＜120μm的等轴晶，亚纳米级(T+θH)组合相数量达到≥1个/[μm]2，合金基体内形成高密度(T+θH)相与(θ′、θ″、GPI区)联合的“类砼强化结构”和“超弹塑性张力结构”，使铝合金基材实现500MPa及更高的强度等级，同时基材可以采用铸轧挤锻多种加工方式，生产替代系列球墨铸铁或钢铁制品及其结构。

主权项

1.添加剂优化亚纳米物相的铝合金材料，其特征在于：主成分含量按重量百分比计：锰 Mn: ≤2% ，镉 Cd:0.05% ～0.5% ，铜 Cu:4.2% ～8.0% 且 Cu ≥0.8Mn+4.05%或铜 0.5%≤Cu≤3%且 Cu≥1.5Mn；余量为铝 Al；添加剂总量 1%×10‑4～2.0%或 7.0%～9.0%，使合金平均晶粒度＜120 微米，合金晶粒内亚纳米(T+θH)组合相数量达到≥1 个/平方微米，分子结构式为(Al20Cu2Mn3+AlxCu)，其中x小于2，θH相的厚度为20nm、长为50nm；所述添加剂为金属与配体结合而成的正、负离子体、复杂配体化合物、超大杂多化合物、金属氰合物、金属硫氰基复合物、金属卤合物、金属卤氨合物、氢合物、过渡元素金属羰基配合物、金属的硼化物、金属的碳化物、金属的氮化物或者金属的硼碳氮的复合化合物中的一种，或者一种以上混合，或主族类元素、过渡族类元素中的一种与前述化合物中的一种以上混合；所述的复杂配体化合物或超大杂多化合物，为二氯氧钛 TiOCl2，钛酸钠Na2TiO3，六氯合铂酸钠 Na2[PtCl6]，六氟合铝酸钠 Na3[AlF6]，六氟合硅酸钾 K2[SiF6]，硫化铝 Al2S3，硫化亚铜 Cu2S，二硫铜铁 CuFeS2，硝基合四羰合锰 Mn(CO)4(NO)，磷钼酸 H3[P(Mo3O10)4]，氰合亚铁酸钾 K4[Fe(CN)6]和环戊二烯基铁（二茂铁）Fe(C5H5)2。