[发明专利]一种向Al-Cu合金中添加Sc提高合金性能的方法及材料和应用

权利要求书

1.一种向Al-Cu合金中添加Sc提高合金性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.配料：按照以下合金组分及质量百分比配制合金原料，Cu：2-6wt%、Sc：0.01-0.5wt%、Mn ≤ 0.06wt%、Fe ≤ 0.11wt%，余量为Al；

S2. 熔炼：将配制好的合金原料熔化得到合金熔体；

S3. 浇铸：将合金熔体浇铸到模具中，冷却得合金铸锭；

S4. 去皮：将浇铸后的合金铸锭去除冒口及表面不均匀部分，使合金铸锭表面光滑；

S5. 双级均匀化处理：将去皮后的合金铸锭在均质炉中进行双级均匀化处理；

S6. 三级固溶处理：将双级均匀化处理后的合金铸锭空冷至室温，然后进行三级固溶处理；

S7. 淬火处理：将三级固溶处理后的合金铸锭淬火冷却至室温；

S8. 双级预时效处理：将淬火后的合金铸锭升温至100~150℃下，时效1h~3h，然后再升温至150~200℃，时效1h~3h；

S9. 人工时效处理，将经过双级预时效处理的合金铸锭升温至200～300 ℃，保温8~9h，进行人工时效处理；

S6中，三级固溶处理处理工艺为，第一级固溶，将合金铸锭温度升至500～600 ℃，保温1~2h；第二级固溶，将合金铸锭温度降至200～400 ℃，保温3~4h ；第三级固溶，以升温速率15~30℃/h，将合金铸锭温度升至500～600 ℃，保温3~4h；

材料在常温下硬度大于115 HV，525K/50MPa高温蠕变性能测试，稳态蠕变速率ε’相比于Al- Cu合金降低了2~3个量级，蠕变寿命为Al- Cu合金的24~31倍。

2.根据权利要求1所述的一种向Al-Cu合金中添加Sc提高合金性能的方法，其特征在于，S2中，采用电阻熔炼炉将合金原料熔化。

3.根据权利要求1所述的一种向Al-Cu合金中添加Sc提高合金性能的方法，其特征在于，S5中，双级均匀化处理工艺为：合金铸锭升温至200～400℃，保温4~5h；然后升温至550～600℃，保温6~7h。

4.根据权利要求1所述的一种向Al-Cu合金中添加Sc提高合金性能的方法，其特征在于，S7中，将合金铸锭放入液氮中淬火。

5.根据权利要求1~4任意一项所述的一种向Al-Cu合金中添加Sc提高合金性能的方法获得的材料。

6.根据权利要求5所述的材料在航空、航天、原子能、空间技术、汽车领域中作为高硬度耐高温轻质材料中的应用。