本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种铝锂合金。
背景技术：
铝锂合金是锂加上铝和其它元素组成的合金。根据合金成分的不同，铝锂合金的密度可以在2.1-2.5g/cm3之间变化。铝锂合金是铝合金发展的技术前沿，被称为未来最为绿色环保的革命性材料。一般来说，每向铝合金中添加1wt.%的锂，铝合金的密度就下降约3%，而其弹性模量则会上升约6%。由于铝锂合金的成本大约是复合材料(碳纤维增强塑料)的10%，因而在应用上具有明显的比较优势，成为复合材料(碳纤维增强塑料)强有力的竞争产品。
铝锂合金以其密度小、比强度与比刚度高、导热性好、机械加工性能优良以及产品回收利用率高等特点，在国防工业和民用商业领域，特别是现代新型电子商业领域有着十分广阔的应用前景。铝锂合金主要为飞机和航空航天设备的减重而研制的，因此也主要应用与航空航天领域，还应用于军械和核反应堆用材，坦克穿甲弹，鱼雷和其它兵器结构件方面，此外在汽车、机器人等领域也有充分运用。铝锂合金在航空航天中用于制造如战术航空导弹舱段、副翼蒙皮、壁板、加强框、舵面等结构件。若用于制造诱饵鱼雷壳体，以及雷达、卫星上的井子梁、相机架和外壳等，重量可与原来的塑料壳体相当，而刚度更高。采用铝锂合金制造飞机，重量可以减轻14.6%，燃料节省5.4%，飞机制造成本可下降2.1%，每架飞机每年的飞行费用可降低2.2%。
由于锂的化学性质很活泼，在熔炼铝锂合金过程中极容易燃烧，甚至发生爆炸。目前国内外一般采用熔剂覆盖法和气体保护法熔炼生产铝锂合金。熔剂保护法一般采用低熔点的氯盐，但是该方法存在着铸件易产生熔剂夹杂、污染环境以及设备复杂等缺点。气体保护法使用的sf6气体，但是该气体是产生温室效应的不环保气体。此外，这两种方法还存在着设备造价高、维修费用高、原材料成本高、生产周期长等缺点。因而在急需大规模使用铝锂合金的工业和国防领域，一直存在着现有产量少，工艺繁琐，成本高等急需克服的现状。
为了进一步推广铝锂合金的生产和使用，人们发明了通过合金化的方法来在大气环境中冶炼铝锂合金的工艺。也就是说，通过在铝锂合金中添加有效的合金化元素来提高铝锂合金的起燃温度，开发出了可在大气条件下直接进行熔炼和浇注合金新品种和工艺。通过合金化的方法达到阻燃的目的，是解决铝锂合金燃烧问题的发展方向之一。合金化阻燃的机理是在合金中添加合金元素来影响合金氧化的热力学与动力学过程。在熔体表面形成具有保护作用的致密氧化膜，达到阻止合金剧烈氧化的目的。与熔剂保护和气体保护相比，合金化阻燃可以消除熔剂夹杂，提高合金的力学性能与抗腐蚀性能，消除有害气体对大气的污染。目前，这一方法已成为铝锂合金实现阻燃的主要发展方向之一。但是，作为一种结构材料，只具有熔炼时的抗燃烧性能是远远不能满足要求的，更重要的是最终的铝锂合金产品还要同时拥有令人满意的力学强度和阻尼性能，至少要能达到常用铝锂合金的力学性能水平。较早有报道，在铝锂合金中添加be和ca能显著提高铝锂合金的抗氧化性能，但be有剧毒，且过量的ca会严重损害铝锂合金的力学性能，极大地限制了be和ca在阻燃铝锂合金的工业化应用。
技术实现要素：
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供了一种具有在700-800度之间熔炼时具有阻燃性能的高阻尼al-li-mg-s铝锂合金。且在此温度区间熔炼的合金最终产品具有现有铝锂合金的力学性能，和良好的室温塑性，又有良好的高温性能和阻尼性能。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有在700-800度之间熔炼时具有抗燃烧性能的高阻尼al-li-mg-s铝锂合金。按重量百分比计，合金的组成为：li:4.0-9.0wt.%,mg:2.0-4.0wt.%,in:1.0-2.0wt.%,sr:2.0-8.0wt.%,ca:1.0-2.0wt.%,ho:0.1-0.2wt.%,er:0.4-0.5wt.%,s:1.0-1.2wt.%，b:0.5-1.0wt.%，余量为铝。该铝锂合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量在2.0-5.0wt.%左右。
上述铝锂合金的制备方法，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到大气环境下的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚。感应加热到700-800度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右。将合金液体在700-800度保温10分钟浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造，铸锭下移速度为10-12m/min。将铸锭在室温下进行变形处理，每道次的轧下量为10-15%。每3道次轧制需要进行一次中间热处理来消除加工硬化，工艺为：260度，1.8个小时。轧制后的最终热处理工艺为：真空固溶处理370度，3.4小时；真空时效处理160度，2.5小时。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明专利针对目前高温下铝锂合金在熔炼时需要进行保护熔炼的现状提供了一种新颖材料学的解决方案。通过优选合金中的主要和次要添加元素，来改变熔体表面生成的氧化膜和氮化膜的类型，成分和含量，从而有效地防止在熔炼状态下铝锂合金发生燃烧现象进行烧损。通过优选的合金化办法，不仅可以大大降低合金元素使用量的缺点，还可以获得非常好的阻燃效果，在阻燃元素含量明显降低的同时，合金燃点却大幅上升。
（2）合金熔炼时，熔体具有静态(熔体的保温和静置)和动态（熔体的搅拌）两种形式。本专利提出的高阻尼al-li-mg-s铝锂合金在静态下具有极其优异的阻燃性能，可以达到在700-800温度范围内在大气环境下静置5个小时而没有明显的燃烧。在动态过程中，例如对液态合金进行搅拌、吹气等熔体处理过程中，当其表面膜因剧烈搅拌被破坏后，仍能快速再生，成功阻碍合金的氧化燃烧。所得合金表面氧化膜都有非常好的塑性和粘度，能够完整地铺展和覆盖住合金表面，有效阻挡氧气侵入合金液内。
（3）该高阻尼al-li-mg-s铝锂合金具有低的液固相凝固温度范围，可以解决铸造时热裂倾向大，铸造空洞和疏松明显，熔体处理工艺粗放、质量差、热裂倾向大、铸造性能差，制品成品率低、高温强度低、废品料及渣料回用性差等技术难题。具有价格低廉、组织各向同性、可以获得特殊的组织、易于生产形状复杂的零件、可以小批量生产也可以大批量生产等诸多优点
（4）该材料具有传统铝锂合金室温下的力学性能：屈服强度为400-650mpa，抗拉强度为500-750mpa，延伸率为4-15%。具有传统铝锂合金不具备的高阻尼性能：sdc=3-10%，传统铝锂合金材料为sdc=0.5-0.8%左右。并具有传统铝锂合金不具备的高温力学性能：在300度下，屈服强度为350-400mpa，而传统材料在300度下，屈服强度为250-300mpa左右。
（5）该高阻尼al-li-mg-s铝锂合金在700-800度之间进行搅拌，精炼等熔体处理而不发生明显烧损现象，且该铝锂合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量小于5.0wt.%左右。
（6）冶炼加工方法简单，生产成本比较低，降低了对设备的要求。在保证具备阻燃性的同时，也使得合金使用寿命和高温下力学性能有了进一步提高，便于工业化大规模应用。本发明可用于制造在使用温度为100度以下结构件并具有极其显著的轻量化效果。适合于薄壁零件的保护气氛下的压力铸造，特别是适合铸造要求具备轻量化特征的轻型结构材料，具有巨大的市场前景。
具体实施方式
实施例1
一种具有720度熔炼时抗燃烧性的高阻尼al-li-mg-s铝锂合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：li:6.3wt.%,mg:2.8wt.%,in:1.2wt.%,sr:2.8wt.%,ca:1.4wt.%,ho:0.1wt.%,er:0.4wt.%,s:1.1wt.%，b:0.6wt.%，余量为铝。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到大气环境下的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚。感应加热到720度，形成合金溶液，并利用电磁效应充分搅拌10分钟左右。将合金液体在720度保温10分钟浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造，铸锭下移速度为10m/min。将铸锭在室温下进行变形处理，每道次的轧下量为12%。每3道次轧制需要进行一次中间热处理来消除加工硬化，工艺为：260度，1.8个小时。轧制后的最终热处理工艺为：真空固溶处理370度，3.4小时；真空时效处理160度，2.5小时。该材料具有传统铝锂合金室温下的力学性能：屈服强度为425mpa，抗拉强度为589mpa，延伸率为7%。具有传统铝锂合金不具备的高阻尼性能：sdc=6%，传统铝锂合金材料为sdc=0.5-0.8%左右。并具有传统铝锂合金不具备的高温力学性能：在300度下，屈服强度为364mpa，而传统材料在300度下，屈服强度为253mpa左右。该合金在720度和5个小时内之间进行大气环境下搅拌，精炼等熔体处理而不发生明显烧损现象，且材料由于蒸发和形成炉渣的原因而导致的原材料损耗率能控制在2.1wt.%左右。
实施例2
一种具有750度熔炼时抗燃烧性的高阻尼al-li-mg-s铝锂合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：li:8.3wt.%,mg:2.6wt.%,in:1.4wt.%,sr:2.9wt.%,ca:1.6wt.%,ho:0.1wt.%,er:0.4wt.%,s:1.1wt.%，b:0.9wt.%，余量为铝。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到大气环境下的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚。感应加热到750度，形成合金溶液，并利用电磁效应充分搅拌10分钟左右。将合金液体在750度保温10分钟浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造，铸锭下移速度为11m/min。将铸锭在室温下进行变形处理，每道次的轧下量为12%。每3道次轧制需要进行一次中间热处理来消除加工硬化，工艺为：260度，1.8个小时。轧制后的最终热处理工艺为：真空固溶处理370度，3.4小时；真空时效处理160度，2.5小时。该材料具有传统铝锂合金室温下的力学性能：屈服强度为523mpa，抗拉强度为674mpa，延伸率为10%。具有传统铝锂合金不具备的高阻尼性能：sdc=9%，传统铝锂合金材料为sdc=0.5-0.8%左右。并具有传统铝锂合金不具备的高温力学性能：在300度下，屈服强度为398mpa，而传统材料在300度下，屈服强度为267mpa左右。该合金在750度和5个小时内之间进行大气环境下搅拌，精炼等熔体处理而不发生明显烧损现象，且材料由于蒸发和形成炉渣的原因而导致的原材料损耗率能控制在3.5wt.%左右。
实施例3
一种具有780度熔炼时抗燃烧性的高阻尼al-li-mg-s铝锂合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：li:6.3wt.%,mg:3.2wt.%,in:1.8wt.%,sr:3.5wt.%,ca:1.4wt.%,ho:0.1wt.%,er:0.4wt.%,s:1.2wt.%，b:0.6wt.%，余量为铝。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到大气环境下的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚。感应加热到780度，形成合金溶液，并利用电磁效应充分搅拌10分钟左右。将合金液体在780度保温10分钟浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造，铸锭下移速度为12m/min。将铸锭在室温下进行变形处理，每道次的轧下量为14%。每3道次轧制需要进行一次中间热处理来消除加工硬化，工艺为：260度，1.8个小时。轧制后的最终热处理工艺为：真空固溶处理370度，3.4小时；真空时效处理160度，2.5小时。该材料具有传统铝锂合金室温下的力学性能：屈服强度为563mpa，抗拉强度为621mpa，延伸率为8%。具有传统铝锂合金不具备的高阻尼性能：sdc=5%，传统铝锂合金材料为sdc=0.5-0.8%左右。并具有传统铝锂合金不具备的高温力学性能：在300度下，屈服强度为397mpa，而传统材料在300度下，屈服强度为265mpa左右。该合金在780度和5个小时内之间进行大气环境下搅拌，精炼等熔体处理而不发生明显烧损现象，且材料由于蒸发和形成炉渣的原因而导致的原材料损耗率能控制在4.6wt.%左右。