[发明专利]铝合金和制造其的方法

说明书

本发明涉及铝合金和制造其的方法。一种铝合金，其包括铝，约1.8至约5.6重量百分比的铜，约0.6至约2.6重量百分比的锂，和下列中的至少一种：至多约1.5重量百分比的镧，至多约1.5重量百分比的锶，至多约1.5重量百分比的铈和至多约1.5重量百分比的镨。

技术领域

本申请涉及铝合金，并且更具体地涉及添加铜、锂和至少一种碱土金属或稀土金属的铝合金。

背景技术

摩擦搅拌焊接(FSW)是固态连接过程，其使用非消耗工具来连接两个相对的工件而不会熔融工件材料。摩擦搅拌焊接在绝对地固态连接过程期间通常产生足够的热量输入以粗化并甚至溶解许多铝合金中的主要强化相。主要沉淀物的粗化和溶解最终导致跨越焊接点的可测量的强度下降，通常通过典型的W型硬度分布来体现。

因此，本领域技术人员继续在铝合金领域的研究和开发努力。

发明内容

在一个实施方式中，公开的铝合金包括铝，约1.8至约5.6重量百分比的铜，约0.6至约2.6重量百分比的锂，和下列中的至少一种：至多约1.5重量百分比的镧、至多约1.5重量百分比的锶、至多约1.5重量百分比的铈和至多约1.5重量百分比的镨。

在另一个实施方式中，公开的铝合金包括铝，约1.8至约5.6重量百分比的铜，约0.6至约2.6重量百分比的锂，每种至多约1.5重量百分比的非零量的镧、锶、铈和镨中的至少一种，至多约1.9重量百分比的非零量的镁，至多约0.16重量百分比的非零量的锆，和至多约0.7重量百分比的非零量的银。

在又另一个实施方式中，公开的铝合金包括铝，约1.8至约5.6重量百分比的铜，约0.6至约2.6重量百分比的锂，每种至多约1.5重量百分比的非零量的镧、锶、铈和镨中的至少一种，至多约1.9重量百分比的非零量的镁，至多约0.16重量百分比的非零量的锆，至多约0.7重量百分比的非零量的银，至多约0.6重量百分比的非零量的锰，至多约1.0重量百分比的非零量的锌，和至多约0.15重量百分比的非零量的钛。

在一个实施方式中，公开的用于制造铝合金的方法包括以下步骤：(1)称重起始材料以获得材料团，其包括铝，约1.8至约5.6重量百分比的铜，约0.6至约2.6重量百分比的锂，以及下列中的至少一种：至多约1.5重量百分比的镧、至多约1.5重量百分比的锶、至多约1.5重量百分比的铈和至多约1.5重量百分比的镨；(2)将材料装载至坩埚中；(3)将坩埚插入腔室中；(4)将腔室抽空至预定的真空度；(5)熔融材料以形成熔融体；和(6)将熔融体浇铸到模具中。

公开的铝合金组合物和方法的其它实施方式将从以下详细描述、附图和所附权利要求书变得显而易见。

附图说明

图1是飞行器制造和维修方法的流程图；和

图2是飞行器的方框图。

具体实施方式

公开了铝合金，其已经通过添加镧(La)、铈(Ce)、锶(Sr)、镨(Pr)、其它稀土或碱土金属、其它镧系元素和稀土金属混合物(mischmetal)形式的稀土金属，连同传统上用于铝合金的各种其它元素被改善。例如，已经通过添加La、Ce、Sr、Pr、其它稀土或碱土金属，以及稀土金属混合物形式的稀土矿石改善了由美国铝业协会(Aluminum Association)登记的来自2xxx系列Al-Cu-Li合金的铝合金。公开的铝合金被设计为产生材料对摩擦搅拌焊接(FSW)过程的动态响应。不受任何具体理论限制，认为添加的元素具有改善公开的铝合金的性质的三个主要的热力学和物理标准，如下所阐释。