本發(fā)明屬于鋁合金材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高韌性鋁合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋁合金是以鋁為基體元素，然后加入一種或多種合金元素組成的合金，鋁合金的密度低，但強(qiáng)度比較高，而且具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性等，使得鋁合金材料在各行業(yè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。
隨著對鋁合金材料研究的深入，現(xiàn)有鋁合金材料種類較多，各種鋁合金材料的性能也存在較大差異，尤其是現(xiàn)有鋁合金材料的沖擊韌性相對較低。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種高韌性鋁合金材料及其制備方法，沖擊韌性高。
本發(fā)明提供了一種高韌性鋁合金材料，按重量百分比計由以下組分組成：
其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)。
優(yōu)選地，所述釓與所述鋯的質(zhì)量比為1：(1.5～2.9)。
優(yōu)選地，所述鈰與所述鈧的質(zhì)量比為1：(2.4～3.6)。
優(yōu)選地，所述不可避免的雜質(zhì)為硫化物、碳化物、磷化物、氧化物的任意一種或多種混合。
本發(fā)明還提供了上述一種高韌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：
把純錳、鈷、鎂、鈦、釓、鋯、鈰、鈧、硅、鋁放到熔煉爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為800～900℃，完全融化后，得到鋁合金溶體；
將鋁合金溶體保溫并壓鑄，得到鋁合金制品。
本發(fā)明提供了一種高韌性鋁合金材料及其制備方法，該高韌性鋁合金材料按重量百分比計由以下組分組成，0.32～0.53％的錳、0.12～0.26％的鈷、0.31～0.47％的鎂、0.63～1.03％的鈦、0.15～0.28％的釓、0.33～0.61％的鋯、0.31～0.58％的鈰、0.13～0.24％的鈧、4.6～6.5％的硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)。本發(fā)明中通過在鋁合金材料中加入鈰、鈧，提高了鋁合金材料的提高鋁合金材料的強(qiáng)度；通過在鋁合金材料中加入鋯、釓提高了鋁合金材料的韌性。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明提供的鋁合金材料的強(qiáng)度在549mpa以上，硬度在589hv以上，沖擊韌性顯著提高。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種高韌性鋁合金材料，按重量百分比計由以下組分組成：
其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)。
上述技術(shù)方案中，通過在鋁合金材料中加入鈰、鈧，提高了鋁合金材料的提高鋁合金材料的強(qiáng)度；通過在鋁合金材料中加入鋯、釓提高了鋁合金材料的韌性。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明提供的鋁合金材料的強(qiáng)度在549mpa以上，硬度在589hv以上，沖擊韌性顯著提高。
錳用以增強(qiáng)鋁合金材料的抗蝕性。在本發(fā)明中，錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.32～0.53％；在本發(fā)明的實施例中，錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.35～0.5％；在其他實施例中，錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4～0.45％。
鈷用以提高鋁合金材料的耐磨性。在本發(fā)明中，鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12～0.26％；在本發(fā)明的實施例中，鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15～0.23％；在其他實施例中，鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.17～0.21％。
鎂用以增強(qiáng)鋁合金的硬度。在本發(fā)明中，鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.31～0.47％；在本發(fā)明的實施例中，鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.35～0.42％；在其他實施例中，鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.37～0.4％。
鈦用以增強(qiáng)鋁合金材料的抗蝕性。在本發(fā)明中，鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.63～1.03％；在本發(fā)明的實施例中，鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.71～0.92％；在其他實施例中，鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.76～0.85％。
釓與鋯聯(lián)用能夠提高鋁合金材料的沖擊韌性。在本發(fā)明中，釓的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15～0.28％；在本發(fā)明的實施例中，釓的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.18～0.25％；在其他實施例中，釓的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.20～0.23％。
在本發(fā)明中，鋯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.33～0.61％；在本發(fā)明的實施例中，鋯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.39～0.53％；在其他實施例中，鋯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.43～0.49％。
鈰與鈧的聯(lián)用能夠提高鋁合金材料的強(qiáng)度。
在本發(fā)明中，鈰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.31～0.58％；在本發(fā)明的實施例中，鈰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.37～0.52％；在其他實施例中，鈰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.42～0.47％。
在本發(fā)明中，鈧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.13～0.24％；在本發(fā)明的實施例中，鈧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15～0.22％；在其他實施例中，鈧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.17～0.2％。
硅用以增強(qiáng)鋁合金材料的硬度。在本發(fā)明中，硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.6～6.5％；在本發(fā)明的實施例中，硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.9～6.2％；在其他實施例中，硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.2～5.8％。
在本發(fā)明的實施例中，釓與鋯的質(zhì)量比為1：(1.5～2.9)，通過固定釓、鋯的添加比例能夠提高鋁合金材料的沖擊韌性。
在本發(fā)明的實施例中，鈰與鈧的質(zhì)量比為1：(2.4～3.6)，通過固定的鈰、鈧的添加比例提高鋁合金材料的強(qiáng)度。
在本發(fā)明的實施例中，所述不可避免的雜質(zhì)為硫化物、碳化物、磷化物、氧化物的任意一種或多種混合。
本發(fā)明還提供了上述一種高韌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：
把純錳、鈷、鎂、鈦、釓、鋯、鈰、鈧、硅、鋁放到熔煉爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為800～900℃，完全融化后，得到鋁合金溶體；
將鋁合金溶體保溫并壓鑄，得到鋁合金制品。
上述技術(shù)方案，工藝簡單合理，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品廢品少，且制得的鋁合金制品成品率高，強(qiáng)度高。
為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的一種高韌性鋁合金材料及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
以下實施例中所用的試劑均為市售。
實施例1
高韌性鋁合金材料由以下重量百分比的組份組成：
0.4％錳、0.17％鈷、0.37％鎂、0.76％鈦、0.2％釓、0.43％鋯、0.42％鈰、0.17％鈧、5.2％硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)；
高韌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：
把純錳、鈷、鎂、鈦、釓、鋯、鈰、鈧、硅、鋁放到熔煉爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為850℃，完全融化后，得到鋁合金溶體；
將鋁合金溶體保溫并壓鑄，得到鋁合金制品。
實施例2
高韌性鋁合金材料由以下重量百分比的組份組成：
0.45％錳、0.21％鈷、0.4％鎂、0.85％鈦、0.28％釓、0.53％鋯、0.52％鈰、0.2％鈧、6.2％硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)；
高韌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：
把純錳、鈷、鎂、鈦、釓、鋯、鈰、鈧、硅、鋁放到熔煉爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為900℃，完全融化后，得到鋁合金溶體；
將鋁合金溶體保溫并壓鑄，得到鋁合金制品。
實施例3
高韌性鋁合金材料由以下重量百分比的組份組成：
0.5％錳、0.15％鈷、0.35％鎂、0.92％鈦、0.25％釓、0.61％鋯、0.45％鈰、0.15％鈧、6.5％硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)；
高韌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：
把純錳、鈷、鎂、鈦、釓、鋯、鈰、鈧、硅、鋁放到熔煉爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為800℃，完全融化后，得到鋁合金溶體；
將鋁合金溶體保溫并壓鑄，得到鋁合金制品。
實施例4
高韌性鋁合金材料由以下重量百分比的組份組成：
0.53％錳、0.12％鈷、0.31％鎂、0.71％鈦、0.23％釓、0.35％鋯、0.37％鈰、0.15％鈧、4.6％硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)；
高韌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：
把純錳、鈷、鎂、鈦、釓、鋯、鈰、鈧、硅、鋁放到熔煉爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為850℃，完全融化后，得到鋁合金溶體；
將鋁合金溶體保溫并壓鑄，得到鋁合金制品。
實施例5
高韌性鋁合金材料由以下重量百分比的組份組成：
0.32％錳、0.26％鈷、0.47％鎂、1.03％鈦、0.15％釓、0.43％鋯、0.46％鈰、0.13％鈧、4.9％硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)；
高韌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：
把純錳、鈷、鎂、鈦、釓、鋯、鈰、鈧、硅、鋁放到熔煉爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為800℃，完全融化后，得到鋁合金溶體；
將鋁合金溶體保溫并壓鑄，得到鋁合金制品。
實施例6
高韌性鋁合金材料由以下重量百分比的組份組成：
0.35％錳、0.23％鈷、0.42％鎂、0.63％鈦、0.18％釓、0.49％鋯、0.58％鈰、0.24％鈧、5.8％硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)；
高韌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：
把純錳、鈷、鎂、鈦、釓、鋯、鈰、鈧、硅、鋁放到熔煉爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為900℃，完全融化后，得到鋁合金溶體；
將鋁合金溶體保溫并壓鑄，得到鋁合金制品。
實施例7
高韌性鋁合金材料由以下重量百分比的組份組成：
0.42％錳、0.19％鈷、0.39％鎂、0.8％鈦、0.21％釓、0.46％鋯、0.45％鈰、0.18％鈧、5.5％硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)；
高韌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：
把純錳、鈷、鎂、鈦、釓、鋯、鈰、鈧、硅、鋁放到熔煉爐中進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為850℃，完全融化后，得到鋁合金溶體；
將鋁合金溶體保溫并壓鑄，得到鋁合金制品。
對實施例1～7的鋁合金制品的強(qiáng)度、沖擊韌性、硬度，結(jié)果見表1：
表1實施例1～7的實驗結(jié)果
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。