一種含鈦耐腐蝕鋁合金材料及其處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種含鈦耐腐蝕鋁合金材料及其處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金是以鋁為基體元素的合金組成，主要包括的合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，還包括鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等合金元素。鋁合金的密度低，但強度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，是在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬材料，其使用量僅次于鋼。
[0003]通常，屈服強度在500MPa以上的鋁合金被稱為超高強度鋁合金，它們是以AL-Zn-Mg-Cu系和Al-Zn-Mg系為主的可熱處理強化的鋁合金。自上世紀中葉以來，為了提高Al-Zn-Mg系鋁合金的力學(xué)性能，并解決高鋅、高鎂鋁合金中嚴重存在的應(yīng)力腐蝕問題，國外在該類銷合金中添加Cu、Cr、Mn等元素，由此產(chǎn)生了一系列的新型AL-Zn-Mg-Cu超硬鋁合金。它由于具有高的比強度和硬度、良好的熱加工性、優(yōu)良的焊接性能、高斷裂韌度，以及高抗應(yīng)力腐蝕能力等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，并成為這個領(lǐng)域中重要的材料之
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種含鈦耐腐蝕鋁合金材料及其處理工藝，本發(fā)明鋁合金材料耐強腐蝕、耐強酸強堿，且強度、硬度大，質(zhì)量輕，耐磨損，不易老化變形。
[0005]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種含鈦耐腐蝕鋁合金材料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:
鈦:16.85-17.05%，鋰:1.25-1.27%，硼:0.88-0.90%，鎂:0.56-0.58%，硅:2.24-2.26%，鈣:0.53-0.55%，釩:0.71-0.73%，鉻:4.45-4.49%，錳:6.34-6.36%，鎳:1.06-1.08%，鍺:
0.75-0.77%，鋯:2.11-2.13%，鈮:1.74-1.76%，鉬:1.22-1.26%，鎢:0.96-0.98%，復(fù)合稀土:
3.22-3.24%，其余為鋁及不可避免雜質(zhì)；
復(fù)合稀土的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:鑭:4-6%，鈰:22-28%，鐠:8-12%，釓:7_9%，釤:3-5%，銪:15-17%，其余為釹。
[0006]本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供一種含鈦耐腐蝕鋁合金材料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:
鈦:16.85%，鋰:1.25%，硼:0.88%，鎂:0.56%，硅:2.24%，鈣:0.53%，釩:0.71%，鉻:
4.45%，錳:6.34%，鎳:1.06%，鍺:0.75%，鋯:2.11%，鈮:1.74%，鉬:1.22%，鎢:0.96%，復(fù)合稀土:3.22%，其余為鋁及不可避免雜質(zhì)；
復(fù)合稀土的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:鑭:4%，鐘:22%，鐠:8%，釓:7%，釤:3%，銪:15%，其余為釹。
[0007]本發(fā)明提供一種含鈦耐腐蝕鋁合金材料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為: 鈦:17.05%,鋰:1.27%，硼:0.90%，鎂:0.58%，硅:2.26%，鈣:0.55%,釩:0.73%，鉻:4.49%，錳:6.36%，鎳:1.08%，鍺:0.77%，鋯:2.13%，鈮:1.76%，鉬:1.26%，鎢:0.98%，復(fù)合稀土:3.24%，其余為鋁及不可避免雜質(zhì)；
復(fù)合稀土的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:鑭:6%，鈰:28%，鐠:12%，釓:9%，釤:5%，銪:17%，其余為釹。
[0008]本發(fā)明提供一種含鈦耐腐蝕鋁合金材料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:
鈦:16.95%，鋰:1.26%，硼:0.89%，鎂:0.57%，硅:2.25%，鈣:0.54%，釩:0.72%，鉻:4.47%，錳:6.35%，鎳:1.07%，鍺:0.76%，鋯:2.12%，鈮:1.75%，鉬:1.24%，鎢:0.97%，復(fù)合稀土:3.23%，其余為鋁及不可避免雜質(zhì)；
復(fù)合稀土的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:鑭:5%，鈰:25%，鐠:10%，釓:8%，釤:4%，銪:16%，其余為釹。
[0009]本發(fā)明中鈦元素含量達到16.95%時，可作為強脫氧劑，能使金屬的內(nèi)部組織致密，細化晶粒力，降低時效敏感性和冷脆性，改善焊接性能，同時可提高合金的耐腐蝕能力，減緩合金的老化速度，延長其使用壽命。
[0010]進一步的，
本發(fā)明還提供一種含鈦耐腐蝕鋁合金材料的處理工藝，包括如下具體步驟:
步驟(I):將純鋁錠加入鍋爐中熔煉，熔煉溫度為:724-726 °C，熔煉時間為26_28min，加入硼、硅、鈣、鉻、鋰元素，然后將溫度將至664-668°C，加入鎂、釩、錳、鎳、鍺、鋯、鈮、鉬、鎢元素，保溫16-18min ；
步驟(2 ):將步驟(I)得到的鋁液經(jīng)過LF爐精煉，將爐溫控制在682-684°C，時間保持22-28min，全程吹氬氣攪拌，控制氬氣流量為18_20L/min，氬氣壓力為0.4-0.6MPa ；
步驟(3):將上述精煉后的鋁液中加入鈦元素，將爐溫控制在588-592°C，時間保持在26-32min，全程吹氬氣攪拌，控制氬氣流量為12_14L/min，氬氣壓力為0.1-0.3MPa ；
步驟(4):對步驟(3)的合金液采樣，并對其成分進行檢測，最后鑄造成型。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明鋁合金中添加了:鈦，是強脫氧劑，能使金屬的內(nèi)部組織致密，細化晶粒力，降低時效敏感性和冷脆性，改善焊接性能；硅，作為還原劑和脫氧劑，能顯著提高金屬的彈性極限，屈服點和抗拉強度，和鉬、鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用；猛，是良好的脫氧劑和脫硫劑，且有較高的強度和硬度，提高金屬的淬性，改善金屬的熱加工性能，同時有極高的耐磨性；鉻，能顯著提高強度、硬度和耐磨性，同時又能提高金屬的抗氧化性和耐腐蝕性；鎳，能提高金屬的強度，而又保持良好的塑性和韌性，對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力；鉬，能使金屬的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力，提高機械性能；釩，是優(yōu)良脫氧劑，可細化組織晶粒，提高強度和韌性，與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力；鎢，熔點高，比重大，與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性，可顯著提高紅硬性和熱強性；鈮，能細化晶粒和降低金屬的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力，改善焊接性能，可防止晶間腐蝕現(xiàn)象；銅，能提高強度和韌性，特別是大氣腐蝕性能；硼，可改善金屬的致密性和熱軋性能，提高強度；稀土，可以改變金屬中夾雜物的組成、形態(tài)、分布和性質(zhì)，從而改善了金屬的各種性能，如韌性、焊接性，冷加工性能，提高耐磨性；鈣，可以提高金屬的強度及切削性能，冶煉過程中凈化氧、硫、磷等；鋯，冶煉過程中的除氧、硫、磷劑，Zr、Hf能提高金屬的強度與硬度。
[0012]本發(fā)明鋁合金材料耐強腐蝕、耐強酸強堿，且強度、硬度大，質(zhì)量輕，耐磨損，不易老化變形。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
本實施例提供一種含鈦耐腐蝕鋁合金材料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:
鈦:16.85%，鋰:1.25%，硼:0.88%，鎂:0.56%，硅:2.24%，鈣:0.53%，釩:0.71%，鉻:4.45%，錳:6.34%，鎳:1.06%，鍺:0.75%，鋯:2.11%，鈮:1.74%，鉬:1.22%，鎢:0.96%，復(fù)合稀土:3.22%，其余為鋁及不可避免雜質(zhì)；
復(fù)合稀土的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:鑭:4%，鐘:22%，鐠:8%，釓:7%，釤:3%，銪:15%，其余為釹。
[0014]本實施例還提供一種含鈦耐腐蝕鋁合金材料的處理工藝，包括如下具體步驟: 步驟(I):將純鋁錠加入鍋爐中熔煉，熔煉溫度為:724°C，熔煉時間為28min，加入硼、
硅、鈣、鉻、鋰元素，然后將溫度將至664°C，加入鎂、釩、錳、鎳、鍺、鋯、鈮、鉬、鎢元素，保溫18min ；
步驟(2):將步驟(I)得到的鋁液經(jīng)過LF爐精煉，將爐溫控制在682°C，時間保持28min，全程吹氬氣攪拌，控制氬氣流量為18L/min，氬氣壓力為0.4MPa ；
步驟(3):將上述精煉后的鋁液中加入鈦元素，將爐溫控制在588 °C，時間保持在32min，全程吹氬氣攪拌，控制氬氣流量為12L/min，氬氣壓力為0.1MPa ；
步驟(4):對步驟(3)的合金液采樣，并對其成分進行檢測，最后鑄造成型。
[0015]實施例2
本實施例提供一種含鈦耐腐蝕鋁合金材料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:
鈦:17.05%，鋰:1.27%，硼:0.90%，鎂:0.58%，硅:2.26%，鈣:0.55%，釩:0.73%，鉻:
4.49%，錳:6.36%，鎳:1.08%，鍺:0.77%，鋯:2.13%，鈮:1.76%，鉬:1.26%，鎢:0.98%，復(fù)合稀土:3.24%，其余為鋁及不可避免雜質(zhì)；
復(fù)合稀土的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:鑭:6%，鈰:28%，鐠:12%，釓:9%，釤:5%，銪:17%，其余為釹。
[0016]本實施例還提供一種含鈦耐腐蝕鋁合金材料的處理工藝，包括如下具體步驟: 步驟(I):將純鋁錠加入鍋爐中熔煉，熔煉溫度為:726°C，熔煉時間為26min，加入硼、
硅、