新一代耐热铝合金2A43设计、工业化制备加工与应用-火法冶金技术-冶金技术-技术-北方有色网

简介： 提出了以提高耐热相形核率和热稳定性为目标的创新性成分设计方法。①基于发现了Ag原子提高耐热相(Ω)形核率的原理，提出了高Ag含量的合金设计思路，突破了国际上微量Ag的传统设计惯例;②通过揭示Cu/Mg比和Ag/Mg比相配合提高耐热相(Ω)热稳定性的机理，提出了Cu/Mg比和Ag/Mg比相配合的成分设计方法;③设定了工业化合金制备的杂质Si、Fe含量控制上限值，确保了工业化条件下Ω耐热相的高形核率及合金制品的高性能。由此，开发出了一个集优异耐热性和成形工艺性于一体的原创性铝合金。

1、主要技术发明

(1)提出了以提高耐热相形核率和热稳定性为目标的创新性成分设计方法。①基于发现了Ag原子提高耐热相(Ω)形核率的原理，提出了高Ag含量的合金设计思路，突破了国际上微量Ag的传统设计惯例;②通过揭示Cu/Mg比和Ag/Mg比相配合提高耐热相(Ω)热稳定性的机理，提出了Cu/Mg比和Ag/Mg比相配合的成分设计方法;③设定了工业化合金制备的杂质Si、Fe含量控制上限值，确保了工业化条件下Ω耐热相的高形核率及合金制品的高性能。由此，开发出了一个集优异耐热性和成形工艺性于一体的原创性铝合金。

(2)发明了促进耐热Ω相竞争生长的T6L6热处理技术。该系合金的时效存在θ相与Ω相的竞争生长。在制品加工时会产生形变引入位错，降低Ω相形核率及合金力学性能，成为该系合金研发的一个国际性难题。针对该问题，本项目通过揭示合金中θ、Ω相竞争析出的热力学规律及控制机理，开发了独特的时效热处理技术T6L6，有效解决了形变位错降低合金力学性能，尤其是高温力学性能的国际性难题。

(3)发明了高Ag铝合金熔炼制备技术。针对本项目设计的国际上第一个高Ag铝合金在工业化熔炼制备过程中的成分偏析控制和Ag收得率低的问题，提出了低损耗的低维纯Ag合金化方法和避免大比重元素Ag、Cu偏析的综合控制方法，成功制备出了国际上第一个高Ag、成分偏析符合国家标准的20吨工业化大铸锭，贵金属Ag的收得率达到99.8%。

2、应用领域及效果

本项目研制的高耐热高成形性2A43锻件和薄板卷材由数个航天单位应用，经检测该合金不仅在200-300℃具有优异的耐热性能，还具有优良的成形加工性，所研制的舱段结构强度达到项目要求，相比原有钛合金舱段有效减重30%。锻件产品达到航空A级锻件标准要求，采用该锻件和板材研制的两型先进飞行器顺利通过多项地面静力试验考核和飞行试验考核。技术成熟度达到8-9级。

3、成果支撑(专利、获奖等)

(1)提高固溶冷变形后时效强化铝铜镁银合金力学性能的方法，ZL201110093645.0(授权)

(2)一种铝铜镁银合金及其热处理方法，ZL201618000350.8(授权)

(3)一种适用于高Ag铝合金的熔炼制备方法，ZL201810369112.2(授权)

(4)一种高合金化铝合金薄板高成材率加工方法，ZL201910523344.3(授权)

(5)Method for Processing Highly Alloyed Aluminum Alloy with High Rolling Yield,Application No.16/896.797(美国发明专利，已下达授权通知书)

(6)一种高银铝合金锻造加工方法以及高银铝合金锻件，ZL202111439959.1(申请)

(7)2A43铝合金牌号证书，中国有色金属协会标准委员会颁发。

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