專利名稱：一種Al₃Yb微粒增強(qiáng)Al-Yb合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬合金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
航空、航天等高新技術(shù)的發(fā)展對鋁合金的性能提出了越來越高的要求，鋁合金正朝著高比強(qiáng)、高比模、高損傷容限和耐熱、耐蝕方向發(fā)展，而微合金化一直是挖掘合金潛力、 改善合金性能并進(jìn)一步開發(fā)新型鋁合金的重要手段，成為當(dāng)今國內(nèi)外材料界關(guān)注的熱點。 近年來盡管在此方面已進(jìn)行了大量的探索，并取得了重要進(jìn)展，但微量元素在鋁合金中的存在形式及作用機(jī)制仍存在較大爭議和分歧。繼續(xù)開展此方面的研究，不斷積累有關(guān)資料和數(shù)據(jù)，并從理論上加以總結(jié)和深化，對于改善現(xiàn)有合金的性能和設(shè)計新材料都有很大意義。目前，國內(nèi)外學(xué)者對含稀土鋁合金的組織與性能進(jìn)行了分析研究，認(rèn)為稀土元素 Yb (鐿)是鋁合金中繼Sc、Er之后的又一種有效的微合金化元素，添加微量的％可以細(xì)化合金鑄態(tài)晶粒；并在基體中形成細(xì)小彌散顆粒，這些彌散顆粒強(qiáng)烈釘扎位錯和亞晶界，抑制了再結(jié)晶形核與，保持形變回復(fù)組織。此外，彌散顆粒AlJb相屬于Κ πι空間群(AuCu3結(jié)構(gòu))，Ll2型晶體結(jié)構(gòu)，它的晶格常數(shù)(0.4203nm)與Al基體的(0. 4049nm)非常接近，因而由過飽和固溶體分解而成的細(xì)小AlJb相與基體有較好的界面共格性，是有效的強(qiáng)化相，起到沉淀強(qiáng)化的作用，從而有利于提高合金的力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種AlJb微粒增強(qiáng)Al-Yb合金的制備方法。一種Al3Yb微粒增強(qiáng)Al-Yb合金的制備方法，其特性在于首先在Al-Yb合金熔體中加入工業(yè)純鋁，使得稀土元素％占最終產(chǎn)物的重量百分比為0.01-00. 3%，然后將上述熔體快速冷卻和凝固，之后在620-625°C溫度范圍內(nèi)，經(jīng)高能超聲振動或電磁攪拌處理 24-4 ,澆注取樣。本發(fā)明使得稀土元素％在Al合金中的固溶度增加，同時充分與Al發(fā)生共晶反應(yīng)，形成與Al基體有較好的界面共格性的A13%微粒增強(qiáng)相，顯著提高Al-Yb合金的力學(xué)性能，從而為新型稀土鋁合金的開發(fā)和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本發(fā)明所獲得AHb合金中的稀土元素％在純鋁中得到充分的固溶且與Al在共晶反應(yīng)溫度范圍充分反應(yīng)，生成細(xì)小的Al3Yb微粒。由于Al3Yb相能與Al基體同為立方結(jié)構(gòu)，且晶格常數(shù)(0. 4203nm)與Al基體的(0. 4049nm)非常接近，因此與Al有較好的界面共格性，可提高合金的力學(xué)性能。本發(fā)明的技術(shù)效果是經(jīng)過此工藝處理AHb合金中在基體Al中和晶界處可析細(xì)小的Al3Yb增強(qiáng)相，其制備的AlJb微粒增強(qiáng)Al-Yb合金抗拉強(qiáng)度與純鋁的抗拉強(qiáng)度相比， 可提高20%以上。


附圖為純Al和Al-Yb合金室溫抗拉強(qiáng)度。
具體實施例方式本發(fā)明將通過以下實施例作進(jìn)一步說明。實施例1。首先在Al-5%合金熔體中加入工業(yè)純鋁，使得稀土元素％占最終產(chǎn)物的重量百分比為0. 01%，然后將上述熔體快速冷卻和凝固；上述合金在620°C經(jīng)高能超聲振動處理 24h后，澆注取樣。實施例2。首先在Al-5%合金熔體中加入工業(yè)純鋁，使得稀土元素％占最終產(chǎn)物的重量百分比為0. 03%，然后將上述熔體快速冷卻和凝固；上述合金在625°C經(jīng)電磁攪拌處理4 后， 澆注取樣。實施例3。首先在Al-5%合金熔體中加入工業(yè)純鋁，使得稀土元素％占最終產(chǎn)物的重量百分比為0. 03%，然后將上述熔體快速冷卻和凝固；上述合金在625°C經(jīng)高能超聲振動處理 3 后，澆注取樣。從圖1中可以看出，純鋁抗拉強(qiáng)度僅為75MPa，而3個實施例得到的Al-Yb合金的力學(xué)性能均得到的大幅提高，其中實施例3得到Al-Yb合金抗拉強(qiáng)度達(dá)到92MPa，較純鋁的抗拉強(qiáng)度提高了 20%以上。
權(quán)利要求
1. 一種Al3Yb微粒增強(qiáng)Al-Yb合金的制備方法，其特征是首先在Al-Yb合金熔體中加入工業(yè)純鋁，使得稀土元素％占最終產(chǎn)物的重量百分比為0. 01-00. 3%，然后將上述熔體快速冷卻和凝固，之后在620-625°C溫度范圍內(nèi)，經(jīng)高能超聲振動或電磁攪拌處理Μ-4 !，澆注取樣。
全文摘要
一種Al3Yb微粒增強(qiáng)Al-Yb合金的制備方法，其特征是首先在Al-Yb合金熔體中加入工業(yè)純鋁，使得稀土元素Yb占最終產(chǎn)物的重量百分比為0.01-00.3%，然后將上述熔體快速冷卻和凝固，之后在620-625℃溫度范圍內(nèi)，經(jīng)高能超聲振動或電磁攪拌處理24-48h，澆注取樣。本發(fā)明其制備的Al3Yb微粒增強(qiáng)Al-Yb合金抗拉強(qiáng)度與純鋁的抗拉強(qiáng)度相比，可提高20%以上。
文檔編號C22C1/02GK102358921SQ20111032021
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者胡志, 閆洪, 饒遠(yuǎn)生, 黃碧浩 申請人:南昌大學(xué)