【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金热处理，具体为一种含铈铝合金的固溶工艺的优化方法及制备方法。
技术介绍
1、铝合金由于其较高的强度比、比刚度、耐腐蚀及可循环利用、高强韧、高耐蚀和良好的加工性能等优异的力学性能，广泛应用于航空航天工业，铝合金材料的性能直接决定了这些飞行器构建的服役性能，随着技术的发展对铝合金在更高温度下服役提出了更高的要求，开发新型耐热高强铝合金迫在眉睫。
2、现有耐热铝合金在350℃及以上al2cu等耐热相的粗化和传统强化机理强化效果的削弱使，得铸造铝合金的高温强度基本趋于极限，在350℃瞬时高温拉伸强度(抗拉强度)在达到100mpa后没有得到快速的显著提升，这说明存在技术瓶颈，而且在高温研究领域还是有很大的难题。目前研究中大多采用合金化/微合金化等手段形成复杂的金属间化合物具有高的热稳定性，对提高合金的高温强度有一定的作用。但它们往往在凝固过程中进行，随着数量增多，形状变得复杂，本身又是金属间化合物，因而其本征脆性和结构脆性会严重制约高温强度的提升。
3、程家宁等人通过微合金化提高铝合金耐热性能，从而开发了zl206合金，在t6状态下，其300℃下高温拉伸抗拉强度为161mpa，zl835合金300℃下高温拉伸抗拉强度为186mpa，但是该铝合金材料高温强度性能指标还是难以满足当前汽车和航空航天领域的最新需求。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种含铈铝合金的固溶工艺的优化方法及制备方法，通过改变固溶时间能够有效增强含铈铝合金
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种含铈铝合金的固溶工艺的优化方法，包括以下步骤：
4、步骤1、将铝合金铸锭在第一固溶温度下进行第一次固溶处理，建立铝合金铸锭的硬度随时间硬度变化曲线图，根据曲线图获取铝合金铸锭硬度峰值范围对应的时间段，根据峰值范围的时间段段确定铝合金铸锭的第一次固溶工艺；
5、步骤2、根据步骤1得到的第一次固溶工艺对新的铝合金铸锭进行第一次固溶处理；
6、步骤3、在第二固溶温度下对第一次固溶处理后的铝合金铸锭进行第二次固溶处理，并采用步骤1的方法，确定铝合金铸锭的第二次固溶工艺。
7、步骤4、根据步骤1得到的第一次固溶工艺和步骤3得到的第二次固溶工艺对新的铝合金铸锭依次进行两次固溶处理。
8、步骤5、在第三固溶温度对步骤4两次固溶处理后的铝合金铸锭进行第三次固溶处理，并同样采用步骤1的方法，确定铝合金铸锭的第三次固溶工艺。
9、步骤6、将三次固溶工艺作为含铈铝合金的多级固溶工艺。
10、优选的，步骤1中，每间隔设定时间采集铝合金铸锭的硬度，根据采集时间和对应的硬度建立硬度变化曲线图。
11、优选的，所述第一固溶温度为200℃～300℃，第二固溶温度为400℃～500℃，第三固溶温度为520℃～537℃。
12、优选的，所述第一次固溶工艺的固溶时间为3h-5h，温度为200℃～300℃；
13、第二次固溶工艺的固溶时间为1.5h-3h，温度为400℃～500℃；
14、第三次固溶工艺的固溶时间为0.5h-1.5h，温度为520℃～537℃。
15、一种铝铜铈系耐热铝合金的制备方法，包括以下步骤：
16、步骤1、制备铝合金铸锭；
17、步骤2、根据权利要求1-4任一项所述固溶工艺的优化方法，确定步骤1所述铝合金铸锭的三级固溶工艺并进行固溶处理，将固溶处理后的铝合金铸锭炊火冷却至室温，得到固溶处理后的铝合金；
18、步骤3、对步骤2得到的铝合金进行三级时效处理，得到铜铈系耐热铝合金。
19、优选的，所述铝铜铈系耐热铝合金，按质量百分比计，包括cu 6％～9％，ce0.75％～1.5％，mn 0.5％～1.2％，sc 0.05％～0.17％，zr 0％～0.34％，余量为铝。
20、优选的，所述铝合金铸锭的制备方法如下：
21、s1、将al和al-mn中间合金在石墨坩埚放入电阻炉中进行融化，并在720℃-820℃下保温2.5h；
22、s2、在s1得到合金溶液中加入al-cu中间合金、al-zr中间合金和al-re中间合金进行融化，并在720℃-820℃下保温1.5h；
23、s3、将s2得到的合金溶液在700℃-720℃下通入氩气进行精炼除气，然后进行静置冷却后得到铝合金铸锭。
24、优选的，所述三级时效处理的方法如下：
25、一级时效处理的温度为175℃，时间为10h；
26、二级时效处理的温度为250℃，时间为24h；
27、三级时效处理的温度为300℃，时间为24h。
28、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
29、本专利技术提供的一种含铈铝合金的固溶工艺的优化方法，此方法打破通过传统显微组织观察确定最佳固溶时间方法的不足，这是由于该合金的微观组织比较复杂，拥有很多种析出相，仅通过微观组织的变化无法精准的确定最佳固溶时间，且固溶过程中会形成亚微米级的w-(al,cu,sc)三元相，w相的出现往往是灾难性的，其主要原因是w相不仅消耗cu原子，更大量消耗了宝贵的sc原子，因此，以更快、更准确的打硬度办法找到最佳固溶时间就避免了上述存在的问题，能按此进行探索的主要原因是：在开始固溶一段时间内，硬度开始上升，这是因为分布在基体中的第二相粒子回溶到基体后，使晶格发生畸变，位错在晶格间运动阻力变大，所以硬度上升，这时固溶强化起主要作用。随着固溶时间的继续增加，铝合金硬度开始呈现下降趋势，这是因为随着固溶时间进一步延长，第二相颗粒基本都回溶到了基体中，固溶强化效果保持不变，同时晶粒发生了粗化，固溶强化不再起主导作用，导致整体硬度值降低。根据本申请确定的固溶工艺，显著提高了该含铈铝合金高温力学性能，其抗拉强度可达202mpa，屈服强度可达150mpa。
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1.一种含铈铝合金的固溶工艺的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种含铈铝合金的固溶工艺的优化方法，其特征在于，步骤1中，每间隔设定时间采集铝合金铸锭的硬度，根据采集时间和对应的硬度建立硬度变化曲线图。
3.根据权利要求1所述的一种含铈铝合金的固溶工艺的优化方法，其特征在于，所述第一固溶温度为200℃～300℃，第二固溶温度为400℃～500℃，第三固溶温度为520℃～537℃。
4.根据权利要求3所述的一种含铈铝合金的固溶工艺的优化方法，其特征在于，所述第一次固溶工艺的固溶时间为3h-5h，温度为200℃～300℃；
5.一种铝铜铈系耐热铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求去5所述的一种铝铜铈系耐热铝合金的制备方法，其特征在于，所述铝铜铈系耐热铝合金，按质量百分比计，包括Cu 6％～9％，Ce 0.75％～1.5％，Mn 0.5％～1.2％，Sc 0.05％～0.17％，Zr 0％～0.34％，余量为铝。
7.根据权利要求去5所述的一种铝铜铈系耐热铝合金
8.根据权利要求去5所述的一种铝铜铈系耐热铝合金的制备方法，其特征在于，所述三级时效处理的方法如下：
...【技术特征摘要】
1.一种含铈铝合金的固溶工艺的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种含铈铝合金的固溶工艺的优化方法，其特征在于，步骤1中，每间隔设定时间采集铝合金铸锭的硬度，根据采集时间和对应的硬度建立硬度变化曲线图。
3.根据权利要求1所述的一种含铈铝合金的固溶工艺的优化方法，其特征在于，所述第一固溶温度为200℃～300℃，第二固溶温度为400℃～500℃，第三固溶温度为520℃～537℃。
4.根据权利要求3所述的一种含铈铝合金的固溶工艺的优化方法，其特征在于，所述第一次固溶工艺的固溶时间为3h-5h，温度为200℃～30...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，杨大年，杨冲，刘刚，孙军，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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