[发明专利]一种Al-Er-Li合金双级固溶处理工艺

说明书

一种Al‑Er‑Li合金双级固溶处理工艺，属于有色金属技术领域。合金各组分的质量百分比分别为Er0.1～0.19％，Li2.0～2.1％，不可避免杂志含量＜0.1％，余量为Al，步骤为：Al‑Er‑Li合金铸造完成后，先进行580℃/24h一级固溶处理，再进行640℃/24h固溶处理。该工艺通过双级固溶处理达到合金不过烧的前提下，固溶更高含量Er的目的，为后续时效过程中Er的析出提供足够的驱动力。

技术领域

本发明属于有色金属技术领域，具体涉及一种Al-Er-Li合金双级固溶处理工艺。

背景技术

铝锂合金由于其密度低，弹性模量和比强度高的特点，在航空航天方面受到了广泛的关注。在铝中每加入1％的Li，可使铝合金密度降低3％，模量提高6％。而据推算，如果采用先进铝锂合金取代传统铝合金制造波音飞机，结构质量可以减轻14.6％，燃料节省5.4％，飞机成本下降2.1％，每架飞机每年的飞行费用将降低2.2％；航天运载器每减轻1kg，其发射费用可节省2万美元，因此，铝锂合金在航空航天领域具有重要的意义。

铝锂合金的强化效果主要来源于具有L1₂结构的Al₃Li亚稳相。而通过添加微合金化元素Er可以进一步提高Al-Li合金的强度，但Er在Al中具有较低的固溶度，其在640℃时固溶度仅为0.046at.％，常规的Al-Li合金固溶处理温度均低于600℃，而在此温度下，Er在Al中的固溶度极低，使得后续时效过程中，Er无法析出。为了提高Al-Li合金中Er固溶成分，必须将含Er铝锂合金的固溶处理温度提高，以获得更大固溶度的Er成分，同时需要保证合金不出现过烧现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于Al-Er-Li合金固溶处理工艺，通过固溶处理，使得合金在不发生过烧的前提下，获得更高固溶度的Er成分。

本发明所提供的一种Al-Er-Li合金双级固溶处理工艺，各组分的质量百分比分别为Er0.1～0.19％，Li2.0～2.1％，不可避免杂志含量＜0.1％，余量为Al，步骤为：Al-Er-Li合金铸造完成后，先进行580℃/24h一级固溶处理，再进行640℃/24h固溶处理。

本发明为了对Al-Er-Li合金进行固溶处理，首先，需要保证合金在固溶处理过程中不发生过烧现象；其次，需要尽可能多的固溶Er元素。根据不同温度下Er在Al中的固溶度，0.19％成分的Er对应的固溶温度约为630℃，考虑到Li的添加可能会降低Er的固溶度，故将固溶处理温度提高到640℃，以达到充分固溶Er元素的目的，但直接对Al-Er-Li合金进行640℃固溶处理后，合金会出现严重的过烧现象。所以，采取双级固溶处理的方式，先经过一级固溶处理580℃/24h，使晶界上的Al-Li、Al-Er共晶组织回溶，然后再进行二级固溶处理640℃/24h，使得Al-Er一次相回溶，从而达到在保证合金不发生过烧的前提下，获得更高固溶成分的Er含量的目的。

本发明技术方案的优点在于：

采用本发明的一种Al-Er-Li合金双级固溶处理工艺，使合金在不发生过烧的前提下，能同时获得更高固溶成分的Er含量，为后续时效过程中Er的析出奠定基础。

附图说明

图1为Al-Er-Li合金经双级固溶处理580℃/24h+640℃/24h后金相组织；

图2为Al-Er-Li合金经双级固溶处理580℃/24h+640℃/24h后SEM及EDS照片；

图3为Al-Er-Li合金经640℃/24h固溶处理后金相组织；

图4为Al-Er-Li合金经590℃/24h固溶处理后金相组织；

图5为Al-Er-Li合金经580℃/24h固溶处理后金相组织；