[发明专利]一种低热裂敏感性的高强韧铸造铝铜合金

说明书

技术领域

本发明涉及材料科学，特别提供了一种低热裂敏感性的高强韧铸造铝铜合金。

背景技术

表1是目前国内外几种力学性能最优的铸造铝铜合金。该类合金由于铜元素的强化作用，具有优异的机械性能而受到广泛关注。但该类合金最大的缺点是热裂敏感性大，所生产的铸件极易产生热裂纹缺陷(参见图1)，因此一直以来仅仅应用于少量小型部件上。

表1

  合金牌号  R_m(MPa)  R_p0.2(MPa)  A(％)  ZL205A  500-540  440-480  4.0-9.0  BAЛ10  500-530  390-460  4.0-8.0  KO-1  430-500  360-450  3.5-9.0  B2243  450-510  370-420  4.0-7.0

以我国牌号的ZL205A合金为例，其成分和含量为：Cu：4.6-5.3％，Mn：0.3-0.5％，Ti：0.15-0.35％，Cd：0.15-0.25％，V：0.05-0.3％，Zr：0.05-0.2％，B：0.005-0.06％，余量为Al。

根据图2和图3可知，从原理上说Al-Cu合金Cu含量在固熔点5.65％，热裂倾向最大。但这是理想条件下，实际生产中固溶线是稍向左下偏移。ZL205A含铜4.6-5.3％，此范围合金热裂倾向很大，因此易产生热裂纹缺陷。技术条件一般要求，铸件绝对不能存在热裂纹缺陷，因为热裂纹会引起部件断裂等等许多严重的工程问题。因此，极大地限制了铸造铝铜合金的发展应用。从国内外文献报道来看，应用极少，如美国的导弹鸵翼仅重60kg，F-18飞机构件仅重50kg。

人们渴望获得技术效果更好的低热裂敏感性的高强韧铸造铝铜合金。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果更好的低热裂敏感性的高强韧铸造铝铜合金。本发明是针对前述铝铜合金铸件热裂纹问题，通过合金成分调整优化、微合金化，开发出一种低热裂倾向的高强韧铸造铝铜合金材料。

本发明一种低热裂敏感性的高强韧铸造铝铜合金，其特征在于：在本体材料的基础上，添加质量百分比含量为0.001～1％的M，M具体为Ce、La、Y三者之一或者其任意组合。

所述低热裂敏感性的高强韧铸造铝铜合金的本体材料优选具体是以下几种之一：ZL205A、BAЛ10、KO-1、B2243(ZL204A)。

本发明中，低热裂敏感性的高强韧铸造铝铜合金中La的含量优选为：0.1～0.25％。