一种多级金属间化合物强化耐热合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多级金属间化合物强化耐热合金及其制备方法，该合金表达式为：Al

【技术实现步骤摘要】
一种多级金属间化合物强化耐热合金及其制备方法


[0001]本专利技术属于耐热铝合金材料技术，特别是一种多级金属间化合物强化耐热合金材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在面对资源、能源、环境的严峻挑战下，飞机、汽车等制造业为了降低能耗、节约资源、保护环境，对结构件材料的高性能和轻量化要求越来越迫切。铝及铝合金具有密度小、强度高、加工性能好、耐腐蚀等众多优点，作为优良的结构材料，已被广泛应用于航天航空、建筑桥梁、汽车船舶、机械设备等众多领域。其中，耐热铝合金具有优异的高温抗氧化性和在温度和动静态载荷长时间作用下有较好的抗塑性变形能力和屈服强度，已广泛应用于兵器、航空航天、汽车船舶，特别是坦克的发动机活塞、缸套、箱体，导弹的壳体、航空发动机气缸、叶片、飞机蒙皮等。随着航空航天、武器装甲的发展对耐热铝合金的高温性能提出了更高的要求，然而现役的铸造铝合金材料的热疲劳、耐高温等性能已临近极限状态，很难适应装备发展需求。如发动机的活塞，作为发动机燃烧室关键部件之一，工作时长时间暴露在350～400℃高温气体环境中，此外还要承受热机械疲劳作用。铸锭生产方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级金属间化合物强化耐热合金，其特征在于，其合金元素重量百分比表达式为：Al
a
Cu
b
Mn
c
Ce
d
Ni
e
Zr
f
，其中，86.3≤a≤89.9，7.5≤b≤8.5，0.5≤c≤1.0，1.5≤d≤2.5，0.5≤e≤1.5，0.1≤f≤0.2，a+b+c+d+e+f=100。2.如权利要求1所述的耐热合金，其特征在于，该耐热铝合金具有多级金属间化合物的微结构特征，具体表现在：晶粒内部析出大量厚度≤300nm的高热稳定性Al
20
Cu2Mn3和厚度≤30nm的Al2Cu纳米尺度弥散沉淀相，沿晶界近连续地分布大量厚度≤10μm的Al
24
MnCu8Ce3、Al
16
Cu4Mn2Ce、Al8CeCu4和Al7Cu4Ni微米尺度耐热金属间化合物骨架。3.如权利要求1或2所述的耐热合金，其特征在于，所述耐热铝合金400℃的抗拉强度达到120~140MPa，屈服强度达到90~115MPa，伸长率达到10~15%。4.一种多级金属间化合物强化耐热合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：设计目标合金体系，根据凝固相图，Al
a1
Cu
b1
Mn
c1
Ce
d1
四元合金富铝端，其中，以重量百分比计，81.0≤a1≤94.0，5.0≤b1≤14.0，0.5≤c1≤2.0，0.5≤d1≤3.0，析出Al
24
MnCu8Ce3、Al
16
Cu4Mn2Ce、Al8CeCu4、Al
20
Cu2Mn3和Al2Cu相，Al
a2
Cu
b2
Ni
c2
三元合金富铝端，其中，以重量百分比计，78.0≤a2≤96.0，4.0≤b2≤12.0，0<c2≤10.0，析出Al7Cu4Ni、Al3CuNi和Al3Ni相，根据四元合金富铝端和三元合金富铝端相图结果，并利用Thermal
‑
Calc软件计算合金平衡凝固相，设计合金成分为Al

【专利技术属性】
技术研发人员：苏翔，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：