一种铝锂合金及锻造方法技术

本发明专利技术属于金属材料工程领域，涉及一种铝锂合金材料及其锻造方法。合金成分的质量分数为Cu：3％～4.2％；Mg 0.2％～1.4％；Li：0.6％～1.5％；Ag：0～1％；Zr：0.06％～0.15％；Mn：0.2％～0.6％；Zn：0～0.8％；Si≤0.08％；Fe≤0.10％；其它杂质单个≤0.05％；其它杂质总量≤0.15％，余量为Al。锻造的步骤如下：均匀化处理；锻造。本发明专利技术提出了一种铝锂合金材料及其锻造方法，能避免临界饱和合金元素会产生大量晶界沉淀相，造成大量原始晶界残留，提高了高向延伸率，满足了制造40mm以上大厚规格制件的要求。

A kind of aluminum lithium alloy and forging method

The invention belongs to the field of metal material engineering, and relates to an aluminum lithium alloy material and a forging method thereof. The mass fraction of the alloy components is Cu:3% 4.2%, Mg 0.2% ~ 1.4%; Li:0.6% ~ 1.5%; Ag:0 ~ 1%; Zr:0.06% to 0.15%; Mn:0.2% to 0.6%; Zn:0 to 0.8%; Si less than 0.08%; Fe < 0.10%; other impurities are less than 0.05%; the total amount of other impurities is less than 0.15%, and the allowance is Al. The forging steps are as follows: homogenization; forging. This invention has proposed a kind of aluminum lithium alloy material and its forging method. It can avoid the critical saturation alloy element to produce a large number of grain boundary precipitates, cause a large amount of original grain boundary residue, improve the high direction elongation, and meet the requirements of making the large thickness specification parts above 40mm.

【技术实现步骤摘要】
一种铝锂合金及锻造方法
本专利技术属于金属材料工程领域，涉及一种铝锂合金材料及其锻造方法。
技术介绍
铝锂合金由于锂元素的加入，获得了低密度、高模量特性，在航空航天、核工业、交通运输、体育用品、兵器等领域具有广阔的应用前景。近年来，随着铝冶金装备技术及冶金学基础技术水平的提高，铝合金的发展趋势为高纯净、高性能及高合金化。500MPa级铝锂合金已经在先进战机，大型客机及宇航运载装备上成熟应用。目前的铝锂合金中合金元素的加入量接近或超过铝固溶体的高温临界饱和固溶度。临界饱和合金元素会产生大量晶界沉淀相，这些相在塑性成型过程中具有“钉扎”作用，从而出现大量原始晶界残留，导致高向延伸率较低，不适于制造40mm以上大厚规格制件。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提出一种铝锂合金材料及其锻造方法，以便避免临界饱和合金元素会产生大量晶界沉淀相，造成大量原始晶界残留，提高高向延伸率，满足制造40mm以上大厚规格制件的要求。本专利技术的技术方案是：一种铝锂合金，其特征在于：其合金成分的质量分数为Cu：3％～4.2％；Mg0.2％～1.4％；Li：0.6％～1.5％；Ag：0～1％；Zr：0.06％～0.15％；Mn：0.2％～0.6％；Zn：0～0.8％；Si≤0.08％；Fe≤0.10％；其它杂质单个≤0.05％；其它杂质总量≤0.15％，余量为Al。如上面所述的铝锂合金的锻造方法，其特征在于，锻造的步骤如下：1、均匀化处理：将毛坯加热到420℃～430℃，保温时间为2h～8h；继续升温到480℃～500℃，保温时间36小时以上；随炉冷却到200℃，空冷到室温；2、锻造：采用“高温-低温交替锻造”方法进行锻造，分三步进行：2.1、铸锭锻造开坯，始锻温度不低于380℃，终锻温度不低于350℃，锻比不低于3；2.2、低温锻造：始锻温度不高于340℃，锻比不低于2.5；2.3、高温锻造，始锻温度不低于380℃，终锻温度不低于380℃，锻比不低于4。本专利技术的优点是：提出了一种铝锂合金材料及其锻造方法，能避免临界饱和合金元素会产生大量晶界沉淀相，造成大量原始晶界残留，提高了高向延伸率，满足了制造40mm以上大厚规格制件的要求。具体实施方式下面对本专利技术做进一步详细说明。一种铝锂合金，其特征在于：其合金成分的质量分数为Cu：3％～4.2％；Mg0.2％～1.4％；Li：0.6％～1.5％；Ag：0～1％；Zr：0.06％～0.15％；Mn：0.2％～0.6％；Zn：0～0.8％；Si≤0.08％；Fe≤0.10％；其它杂质单个≤0.05％；其它杂质总量≤0.15％，余量为Al。如上面所述的铝锂合金的锻造方法，其特征在于，锻造的步骤如下：1、均匀化处理：将毛坯加热到420℃～430℃，保温时间为2h～8h；继续升温到480℃～500℃，保温时间36小时以上；随炉冷却到200℃，空冷到室温；2、锻造：采用“高温-低温交替锻造”方法进行锻造，分三步进行：2.1、铸锭锻造开坯，始锻温度不低于380℃，终锻温度不低于350℃，锻比不低于3；2.2、低温锻造：始锻温度不高于340℃，锻比不低于2.5；2.3、高温锻造，始锻温度不低于380℃，终锻温度不低于380℃，锻比不低于4。实施例1合金成分：4.0％Cu，0.8％Mg,1.2％Li，0.4％Ag,0.10％Zr,0.4％Mn，0.4％Zn，Si≤0.08％,Fe≤0.10％，其它杂质单个≤0.05％，总量≤0.15％，余量为Al。均匀化处理：将毛坯加热到420℃，保温时间为2h；继续升温到480℃，保温时间38小时；随炉冷却到200℃，空冷到室温；铸锭锻造开坯：始锻温度380℃，终锻温度350℃，锻比3；低温锻造：始锻温度340℃，锻比2.6；高温锻造：始锻温度400℃，终锻温度380℃，锻比4。实施例2合金成分：4.0％Cu，0.4％Mg,1.2％Li，0.4％Ag,0.10％Zr,0.4％Mn，Si≤0.08％,Fe≤0.10％，其它杂质单个≤0.05％，总量≤0.15％，余量为Al。均匀化处理：将毛坯加热到420℃，保温时间为6h；继续升温到490℃，保温时间40小时；随炉冷却到200℃，空冷到室温；铸锭锻造开坯：始锻温度400℃，终锻温度300℃，锻比3.3；低温锻造：始锻温度340℃，锻比2.6；高温锻造：始锻温度410℃，终锻温度380℃，锻比4.2。实施例3合金成分：3.2％Cu，1.2％Mg,1.0％Li，0.4％Ag,0.10％Zr,0.4％Mn，Si≤0.08％,Fe≤0.10％，其它杂质单个≤0.05％，总量≤0.15％，余量为Al。均匀化处理：将毛坯加热到430℃，保温时间为8h；继续升温到500℃，保温时间45小时；随炉冷却到200℃，空冷到室温；铸锭锻造开坯：始锻温度420℃，终锻温度350℃，锻比4；低温锻造：始锻温度260℃，锻比2.7；高温锻造：始锻温度420℃，终锻温度380℃，锻比4.5。实施例4合金成分：3.6％Cu，1.0％Mg,1.0％Li，0.4％Ag,0.10％Zr,0.4％Mn，Si≤0.08％,Fe≤0.10％，其它杂质单个≤0.05％，总量≤0.15％，余量为Al。均匀化处理：将毛坯加热到430℃，保温时间为6h；继续升温到490℃，保温时间38小时；随炉冷却到200℃，空冷到室温；铸锭锻造开坯：始锻温度440℃，终锻温度350℃，锻比3.2；低温锻造：始锻温度250℃，锻比2.8；高温锻造：始锻温度440℃，终锻温度350℃，锻比4.2。实施例5合金成分：3.7％Cu，0.8％Mg,1.1％Li，0.4％Ag,0.10％Zr,0.4％Mn，Si≤0.08％,Fe≤0.10％，其它杂质单个≤0.05％，总量≤0.15％，余量为Al。均匀化处理：将毛坯加热到420℃，保温时间为6h；继续升温到490℃，保温时间38小时；随炉冷却到200℃，空冷到室温；铸锭锻造开坯：始锻温度460℃，终锻温度350℃，锻比3.6；低温锻造：始锻温度280℃，锻比2.9；高温锻造：始锻温度460℃，终锻温度350℃，锻比4.1。将5个实施例制成的铝锂合金制品热处理。实施工艺参数为：500℃/2h,水淬；2.0％冷压缩；120℃/6h+160℃/10h。按专利技术工艺与传统工艺制成的制品性能对比结果见表1。表1铝锂合金制品性能结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝锂合金，其特征在于：其合金成分的质量分数为Cu：3％～4.2％；Mg 0.2％～1.4％；Li：0.6％～1.5％；Ag：0～1％；Zr：0.06％～0.15％；Mn：0.2％～0.6％；Zn：0～0.8％；Si≤0.08％；Fe≤0.10％；其它杂质单个≤0.05％；其它杂质总量≤0.15％，余量为Al。

【技术特征摘要】
1.一种铝锂合金，其特征在于：其合金成分的质量分数为Cu：3％～4.2％；Mg0.2％～1.4％；Li：0.6％～1.5％；Ag：0～1％；Zr：0.06％～0.15％；Mn：0.2％～0.6％；Zn：0～0.8％；Si≤0.08％；Fe≤0.10％；其它杂质单个≤0.05％；其它杂质总量≤0.15％，余量为Al。2.如权利要求1所述的铝锂合金的锻造方法，其特征在于，锻造的步骤如下：2.1、均匀化处理：将毛坯加热到42...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯朝辉，王胜强，何维维，陆政，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11