专利名称：一种Al<sub>3</sub>Yb微粒增强Al-Yb合金的制备方法
技术领域：
本发明属于金属合金技术领域。
背景技术：
航空、航天等高新技术的发展对铝合金的性能提出了越来越高的要求，铝合金正朝着高比强、高比模、高损伤容限和耐热、耐蚀方向发展，而微合金化一直是挖掘合金潜力、 改善合金性能并进一步开发新型铝合金的重要手段，成为当今国内外材料界关注的热点。 近年来尽管在此方面已进行了大量的探索，并取得了重要进展，但微量元素在铝合金中的存在形式及作用机制仍存在较大争议和分歧。继续开展此方面的研究，不断积累有关资料和数据，并从理论上加以总结和深化，对于改善现有合金的性能和设计新材料都有很大意义。目前，国内外学者对含稀土铝合金的组织与性能进行了分析研究，认为稀土元素 Yb (镱)是铝合金中继Sc、Er之后的又一种有效的微合金化元素，添加微量的％可以细化合金铸态晶粒；并在基体中形成细小弥散颗粒，这些弥散颗粒强烈钉扎位错和亚晶界，抑制了再结晶形核与，保持形变回复组织。此外，弥散颗粒AlJb相属于Κ πι空间群(AuCu3结构)，Ll2型晶体结构，它的晶格常数(0.4203nm)与Al基体的(0. 4049nm)非常接近，因而由过饱和固溶体分解而成的细小AlJb相与基体有较好的界面共格性，是有效的强化相，起到沉淀强化的作用，从而有利于提高合金的力学性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种AlJb微粒增强Al-Yb合金的制备方法。一种Al3Yb微粒增强Al-Yb合金的制备方法，其特性在于首先在Al-Yb合金熔体中加入工业纯铝，使得稀土元素％占最终产物的重量百分比为0.01-00. 3%，然后将上述熔体快速冷却和凝固，之后在620-625°C温度范围内，经高能超声振动或电磁搅拌处理 24-4 ,浇注取样。本发明使得稀土元素％在Al合金中的固溶度增加，同时充分与Al发生共晶反应，形成与Al基体有较好的界面共格性的A13%微粒增强相，显著提高Al-Yb合金的力学性能，从而为新型稀土铝合金的开发和应用奠定基础。本发明所获得AHb合金中的稀土元素％在纯铝中得到充分的固溶且与Al在共晶反应温度范围充分反应，生成细小的Al3Yb微粒。由于Al3Yb相能与Al基体同为立方结构，且晶格常数(0. 4203nm)与Al基体的(0. 4049nm)非常接近，因此与Al有较好的界面共格性，可提高合金的力学性能。本发明的技术效果是经过此工艺处理AHb合金中在基体Al中和晶界处可析细小的Al3Yb增强相，其制备的AlJb微粒增强Al-Yb合金抗拉强度与纯铝的抗拉强度相比， 可提高20%以上。
附图为纯Al和Al-Yb合金室温抗拉强度。
具体实施例方式本发明将通过以下实施例作进一步说明。实施例1。首先在Al-5%合金熔体中加入工业纯铝，使得稀土元素％占最终产物的重量百分比为0. 01%，然后将上述熔体快速冷却和凝固；上述合金在620°C经高能超声振动处理 24h后，浇注取样。实施例2。首先在Al-5%合金熔体中加入工业纯铝，使得稀土元素％占最终产物的重量百分比为0. 03%，然后将上述熔体快速冷却和凝固；上述合金在625°C经电磁搅拌处理4 后， 浇注取样。实施例3。首先在Al-5%合金熔体中加入工业纯铝，使得稀土元素％占最终产物的重量百分比为0. 03%，然后将上述熔体快速冷却和凝固；上述合金在625°C经高能超声振动处理 3 后，浇注取样。从图1中可以看出，纯铝抗拉强度仅为75MPa，而3个实施例得到的Al-Yb合金的力学性能均得到的大幅提高，其中实施例3得到Al-Yb合金抗拉强度达到92MPa，较纯铝的抗拉强度提高了 20%以上。
权利要求
1. 一种Al3Yb微粒增强Al-Yb合金的制备方法，其特征是首先在Al-Yb合金熔体中加入工业纯铝，使得稀土元素％占最终产物的重量百分比为0. 01-00. 3%，然后将上述熔体快速冷却和凝固，之后在620-625°C温度范围内，经高能超声振动或电磁搅拌处理Μ-4 !，浇注取样。
全文摘要
一种Al3Yb微粒增强Al-Yb合金的制备方法，其特征是首先在Al-Yb合金熔体中加入工业纯铝，使得稀土元素Yb占最终产物的重量百分比为0.01-00.3%，然后将上述熔体快速冷却和凝固，之后在620-625℃温度范围内，经高能超声振动或电磁搅拌处理24-48h，浇注取样。本发明其制备的Al3Yb微粒增强Al-Yb合金抗拉强度与纯铝的抗拉强度相比，可提高20%以上。
文档编号C22C1/02GK102358921SQ20111032021
公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者胡志, 闫洪, 饶远生, 黄碧浩 申请人:南昌大学