一种高温耐热性铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高温耐热性铝合金及其制备方法，按重量百分比由40％～49％的铝、5％～7％的铌、2％～4％的铬、0.03％～0.04％的钇、0.15％-0.5％的铁、0.05％-0.6％的镁、0.05％-0.3％的锆、0.05％-0.3％的钒，余量为钛熔炼而成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料领域，特别是指一种耐高温高铌钛铝合金及其制备方法。
技术介绍
现有的高Nb-TiAl合金具有密度低，比强度高和比弹性模量、良好的抗蠕变及抗氧化能力等特点，使其成为航空、航天以及汽车工业等轻质耐热、高强高温结构部件的主要材料。但还有其缺陷，即Nb元素的添加在带来高强度增加的同时，却提高了 TiAl合金的变形抗力，降低了塑性变形能力，不利于板材的制备，且随着飞行器和运输工具速度的提高，对材料的耐热性提出了更高的要求。而且在热机械处理过程中通常需要2~3次包套锻造，增加了生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种更优化的高Nb-TiAl合金配方及其制备方法，以改善其现有的存在变形能力差得问题，同时进一步提高了经时温度。一种高温耐热性铝合金，按重量百分比由40%~49%的铝、5%~7%的铌、2%~4%的铬、0.03%~0.04%的钇、0.15% -0.5%的铁、0.05% -0.6%的镁、0.05% -0.3%的锆、0.05% -0.3%的钒，余量为钛熔炼而成。一种高温耐热性铝合金制备方法，具体是按以下步骤完成的:一、配料:按重量百分比由40%~49%的铝、5%~7%的铌、2%~4%的铬、0.03 % ~0.04 % 的钇、0.15 % -0.5 % 的铁、0.05 % -0.6 % 的镁、0.05 % -0.3 % 的锆、0.05% -0.3%的钒，余量为钛配料；二、熔炼:将步骤一配比的材料在温度为1500°C~1700°C、真空度为0.5X KT2MPa~1.5X KT2MPa的条件下熔炼均匀，并在温度为1500°C~1700°C、真空度为0.5X 10_2MPa~1.5 X IO^2MPa的条件下保温8min~30min，得到稳定的合金熔体；三、浇铸:首先将浇铸模具在200°C~300°C下预热3h~5h，得到预热后的浇铸模具，然后将步骤二得到稳定的合金熔体浇注入预热后的浇铸模具中，在真空度为0.5X 10_2MPa MPa~1.5X IO-2MPa下冷却至室温，即得到具有良好热加工性能的高铌钛铝合金；步骤一中所述的材料为AlNb中间合金、高纯Al、海绵T1、高纯Cr合金和AlY合金。本专利技术的有益效果是:本专利技术通过减少Cr的用量，同时添加了 Ce zr Fe等元素,稳定了 beta相,改善高铌钛铝合金的热变形能力及力学性能，提高了塑性变形能力，以利于板材的制备并提高了材料的耐热性。同时改变高铌钛铝合金的凝固路线，通过beta相凝固可以获得细小均匀、无明显偏析的组织，有利于后续的热机械处理以及板材的制备。【具体实施方式】本专利技术合金按重量百分比由40%~49%的铝、5%~7%的铌、2%~4%的铬、0.03 % ~0.04 % 的钇、0.15 % -0.5 % 的铁、0.05 % -0.6 % 的镁、0.05 % -0.3 % 的锆、0.05% -0.3%的钒，余量为钛熔炼而成。对本专利技术所添加的元素及其含量作进一步的说明。本配方中添加的Cr，在铝合金中生成微细的金属间化合物，使其强度提高。Cr的含量不足2%时，不能充分地得到强度提高的效果，另一方面Cr的含量超过4%是，生成粗大的金属间化合物，会使铝合金材料的成型加工性降低，因此含量设定为2_4%Fe在铝合金中作为金属件化合物进行晶出析出，有助于分散强化成为再结晶的核，促进再结晶，因此，具有使晶粒组织微细的效果，使铝合金材料的成形加工性提高。Mg有叫强的韧性和延展性，铝合金中进行固溶析出强话，从而使其强度提高。Mg的含量不足0.05%时，不能充分地得到强度提高的效果，含量超过0.3%时，生成粗大的金属间化合物，会使铝合金材料的延展性降低，因此含量设定为0.05_0.6%Zr是很好的耐高温材料。一种高温耐热性铝合金制备方法，具体是按以下步骤完成的:一、配料:按重量百分比由40 %~49 %的铝、5 %~7 %的铌、2 %~4 %的铬、0.03 % ~0.04 % 的钇、0.15 % -0.5 % 的铁、0.05 % -0.6 % 的镁、0.05 % -0.3 % 的锆、0.05% -0.3%的钒，余量为钛·配料；二、熔炼:将步骤一配比的材料在温度为1500°C~1700°C、真空度为0.5X KT2MPa~1.5X KT2MPa的条件下熔炼均匀，并在温度为1500°C~1700°C、真空度为0.5X 10_2MPa~1.5 X IO^2MPa的条件下保温8min~30min，得到稳定的合金熔体；三、浇铸:首先将浇铸模具在200°C~300°C下预热3h~5h，得到预热后的浇铸模具，然后将步骤二得到稳定的合金熔体浇注入预热后的浇铸模具中，在真空度为0.5X 10_2MPa MPa~1.5X IO-2MPa下冷却至室温，即得到具有良好热加工性能的高铌钛铝合金；步骤一中所述的材料为AlNb中间合金、高纯Al、海绵T1、高纯Cr合金和AlY合金。在本申请的所有实施例中，有区别的仅是材料的组成，其它条件相同。实施例1本专利技术合金按重量百分比由40%的铝、5%的铌、2%的铬、0.03%~的钇、0.15%的铁，0.05%的镁、0.05%的锆、0.05%的钒，余量为钛熔炼而成。实施例2本专利技术合金按重量百分比由49 %的铝、7 %的铌、4%的铬、0.04%的钇、0.5 %的铁，0.6%的镁、0.3%的锆、0.3%钒，余量为钛熔炼而成。实施例3本专利技术合金按重量百分比由45%的铝、6%的铌、3%的铬、0.035%的钇、0.3%的铁，0.2 %的镁、0.1 %的锆、0.08 %钒，余量为钛熔炼而成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温耐热性铝合金，其特征在于：按重量百分比由40％～49％的铝、5％～7％的铌、2％～4％的铬、0.03％～0.04％的钇、0.15％?0.5％的铁、0.05％?0.6％的镁、0.05％?0.3％的锆、0.05％?0.3％的钒，余量为钛熔炼而成。

【技术特征摘要】
1.一种高温耐热性铝合金，其特征在于:按重量百分比由40%~49%的铝、5%~7%的铌、2%~4%的铬、0.03%~0.04%的钇、0.15% -0.5%的铁、0.05% -0.6%的镁、0.05% -0.3%的锆、0.05% -0.3%的钒，余量为钛熔炼而成。2.一种高温耐热性铝合金制备方法，其特征在于:具体是按以下步骤完成的: 一、配料:按重量百分比由40%~49%的铝、5%~7%的铌、2%~4%的铬、0.03%~0.04%的钇、0.15% -0.5%的铁、0.05% -0.6%的镁、0.05% -0.3%的锆、0.05% -0.3%的钥；，余量为钦配料； 二、熔炼:将步骤一配比的材料在温度为15...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚芸，
申请(专利权)人：姚芸，
类型：发明
国别省市：