[发明专利]一种含硅高强度铝合金及其生产工艺

说明书

本发明提供一种含硅高强度铝合金及其生产工艺，涉及金属材料冶炼技术领域，所述含硅高强度铝合金，以铝合金型材的总量为基准，按重量百分比含有以下元素：Si 5.23～9.76％，Zn 4.1～4.6％，Mn 0.2～1.5％，Mg 1.5～2.8％，Sn 0.08～1.62％，W 0.05～0.28％，Ti 0.36～0.81％，碳0.56～1.12％，稀土元素0.08～0.16％，其余为Al和不可避免的杂质，本发明的含硅高强度铝合金中含有碳化物，碳化物具有硬度大、强度高的特点，从而提高铝合金的强度和硬度，本发明的铝合金抗压强度达到617.9MPa，塑性应变力为37.9～46.3％，由于铝合金材料的组分配比进行合理控制，使合金不需要低温长时间时效工艺下，缩短了其生产时间，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及金属材料冶炼技术领域，具体涉及一种含硅高强度铝合金及其生产工艺。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之伸入，目前铝合金也是应用最多的合金。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属AL-Cu-Mg系列，一般含有少量的Mn，可热处理强化，其特点是硬度大，但塑性较差。超硬铝属Al-Cu-Mg-Zn系，可热处理强化，是室温下强度最高的铝合金，但耐腐蚀性差，高温软化快。锻铝合金主要是Al-Zn-Mg-Si系合金，虽然加入元素种类多，但是含量少，因而具有优良的热塑性，适宜锻造，故又称锻造铝合金。

铝合金具有密度小、比强度和比刚度较高、耐蚀性好及导电导热性优良、回收容易、低温性能好等特点，广泛应用于交通运输、航空航天、电子电器等领域。铝合金的主要合金元素有硅、铜、镁、锌等，不同的合金元素及其用量对合金的组织性能都有不同的影响。

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金是20世纪60年代以航空航天用材为背景研制并发展起来的一类高性能铝合金，具有轻质、高强度、高韧性和低成本等一系列优点，广泛应用于航空、交通运输、舰艇和兵器等领域，具有极高的应用价值。然而传统的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的强度还有待提高，且铝合金的综合性能不佳。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种含硅高强度铝合金及其生产工艺，通过合理调节合金中各物质的含量，提高铝合金的强度。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种含硅高强度铝合金，以铝合金型材的总量为基准，按重量百分比计，该铝合金含有以下元素：Si 5.23～9.76％，Zn 4.1～4.6％，Mn 0.2～1.5％，Mg1.5～2.8％，Sn 0.08～1.62％，W 0.05～0.28％，Ti 0.36～0.81％，碳0.56～1.12％，稀土元素0.08～0.16％，其余为Al和不可避免的杂质。

通过添加W、Mn，在体系中形成了铝化物弥散相，多种铝化物弥散相协同后，具有细化铸态晶粒，强化钉扎位错的作用，从而显著提高了铝合金型材的再结晶温度，降低了晶粒的再结晶，并克服了淬火敏感问题，改善了铝合金型材的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性。

铝合金中，影响铝合金性能的最重要因素就是合金中各元素的配比，为了进一步提高铝合金的强度，优选的，以铝合金的总量为基准，按重量百分比计，所述高强度高韧性铝合金含有以下元素：Si 6.21～8.54％，Zn 4.1～4.6％，Mn 0.2～1.5％，Mg1.5～2.8％，Sn 0.08～1.62％，W 0.05～0.28％，Ti 0.52～0.61％，碳0.56～1.12％，稀土元素0.08～0.16％，其余为Al和不可避免的杂质。