【技术实现步骤摘要】
一种高强Al-Cu-Mg-Mn铝合金及其制备方法
本专利技术提供了一种高强Al-Cu-Mg-Mn铝合金及其制备方法，属于铝合金领域。
技术介绍
Al-Cu-Mg-Mn铝合金具有密度低，强度高，塑性优异的特点，同时具备优良导电和导热性能，在工业领域有着广泛的应用，尤其在航天航空领域，是航空飞行器重要的结构材料，飞机机身接头、框架、轮毂等支撑结构零部件均采用了铝合金。目前使用的Al-Cu-Mg-Mn铝合金的抗拉强度、抗疲劳性能较低，需要进一步优化显微组织，改善性能，满足航天航空需求。在铝合金添加Sc元素，可以细化晶粒，提高合金的强度及加工性能。Sun等[FangfangSun,etal.EffectofScandZradditionsonmicrostructuresandcorrosionbehaviorofAl-Cu-Mg-Sc-Zralloys[J].JournalofMaterialsScience&Technology,2017,33(9):1015-1022]在Al-4.12Cu-1.89Mg合金中添...
【技术保护点】
1.一种高强Al-Cu-Mg-Mn铝合金，其特征在于，按重量百分比，包括以下成分：Cu:4.5-6.3％，Mg:0.6-1.2％，Mn:0.6-1.5％，Si:≤0.5％，Fe:≤0.5％，Sc:0.15-0.35％，Zr:0.1-0.2％，Y:0.1-0.3％，Sc与Zr按质量比Sc:Zr＝1-3:1添加，余量为铝及不可除杂质。/n
【技术特征摘要】
1.一种高强Al-Cu-Mg-Mn铝合金，其特征在于，按重量百分比，包括以下成分：Cu:4.5-6.3％，Mg:0.6-1.2％，Mn:0.6-1.5％，Si:≤0.5％，Fe:≤0.5％，Sc:0.15-0.35％，Zr:0.1-0.2％，Y:0.1-0.3％，Sc与Zr按质量比Sc:Zr＝1-3:1添加，余量为铝及不可除杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高强Al-Cu-Mg-Mn铝合金，其特征在于，按重量百分比，包括以下成分：Cu:4.5-5.2％，Mg:0.6-1.0％，Mn:0.6-1.5％，Si:≤0.5％，Fe:≤0.5％，Sc:0.2-0.3％，Zr:0.12-0.15％，Y:0.2-0.3％，Sc与Zr按质量比Sc:Zr＝1-3:1添加，余量为铝及不可除杂质。
3.根据权利要求1-2所述的一种高强Al-Cu-Mg-Mn铝合金，其特征在于，按重量百分比，包括以下成分：Cu:5.0％，Mg:0.6％，Mn:1.0％，Si:≤0.5％，Fe:≤0.5％，Sc:0.26％，Zr:0.13％，Sc:Zr＝2:1，Y:0.3％，余量为铝及不可除杂质。
4.如权利要求1-3所述一种高强Al-Cu-Mg-Mn铝合金的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
A、熔炼：以高纯铝、高纯镁、铝铜中间合金、铝钪中间合金、铝锰中间合金、铝锆中间合金、铝钇中间合金为原料；其中，高纯铝纯度≥99.99％，工业纯镁的纯度≥99.95％，铝铜中间合金中铜的含量≥50.0％，铝钪中间合金中钪的含量≥1.0％，铝锆中间合金中锆的含量≥10.0％，铝锰中间合金中锰的含量≥20.0％，铝钇中间合金中钇的含量≥10.0％；按成分配比称取原料，装入电阻炉内，加热熔融；
B、模具：依据铝合金铸锭尺寸设计并制备一定尺寸的钢模具；钢模具的壁厚大于等于30mm，充当内模，从钢模具外壁底部向上环绕冷却管，管内通入冷却水，冷却水温度和流量可以控制，采用砂型模具作为外模，其中钢模具与砂型模具厚度比为1：(2-5)，浇注系统采用钢模具浇注系统；通过控制冷却水温度和流量控制冷却速度；
C、精炼、除杂、除气：待金属熔体完全合金化之后，将除杂剂加入合金熔体中进行聚渣，并同时通入氩气，时间10-20分钟，静置、扒渣，重复上述操作2-3次，然后将铝合金熔体静置，时间大于20分钟；
D、浇注：待铝合金熔体精炼、除杂、除气完毕，保持熔体温度720±5℃，浇注至B所设计制备的模具冷却凝固，得到铸锭；
E、均匀化热处理：将步骤D获得的铸锭加热至480±10℃，并保温13-15h，出炉空冷至室温；
F：锻造预变形：将步骤E获得的均匀化铸锭在电阻炉中加热至420-450℃并保温40～60min，然后进行三维大变形多向锻造，压下速率1～3mm/s、优选为3mm/s；第一次变形：在最大尺寸方向进行压下变形，当应变达到0.5～0.8时，进行第一次翻转换向变形：沿着径向即垂直于第一次加压方向进行换向多...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘祖铭，周旭，任亚科，农必重，卢思哲，曹镔，艾永康，魏冰，吕学谦，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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