【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在高温下老化时具有改进的机械强度并适应快速固化的铝基合金
[0001]本专利技术涉及用于涡轮机械的轻合金、特别是铝合金的一般领域。
技术介绍
[0002]涡轮机械的铝基轻合金设备(尤其是飞机涡轮机械)在机械疲劳应力下承受越来越高的温度(通常为200℃至300℃)。
[0003]例如，这通常是油底壳(因为最新一代涡轮机械中的油温容易升高)或出口导向叶片(OGV)的情况。
[0004]对涡轮机械设备的寿命要求越来越高，特别是对于寿命必须超过90000飞行小时的飞机涡轮机械。
[0005]然而，目前使用的铝合金在200℃至300℃的温度下老化后不能提供高机械性能。
[0006]实际上，在这样的温度下，已知的合金在运行10000小时后其机械性能通常会显著降低。
[0007]铝合金机械性能的降低导致部件尺寸超标(oversizing)，影响设备使用寿命的限制。
[0008]当前合金机械性能的降低与合金微观结构的不稳定性有关。
[0009]合金微观结构的这种不稳定性具体由在制造材料进行的热处理结束时所获得的沉淀物尺寸增大而反映出来。
[0010]事实上，在常规铝合金中，沉淀物或相是在合金溶解、淬火和回火后出现的。
[0011]这些沉淀物使合金基质随着进行热处理的时间和温度的变化而硬化，时间和温度直接影响这些沉淀物的尺寸。
[0012]已知合金的沉淀物在200℃至300℃温度的老化期间生长过快，导致这些合金的机械性能降低。
技术实现思路
>[0013]因此，本专利技术的主要目的是通过提供一种铝合金来克服这些缺点，所述铝合金按质量百分比包含：
[0014]–3‑
6％钛；
[0015]–
1.5
‑
3％锰；
[0016]–1‑
2％铁；
[0017]–1‑
2％铬；
[0018]–
0.5
‑
1.5％钒；
[0019]–
0.5
‑
1.5％镍；
[0020]–
0.2
‑
1％锆；
[0021]–0‑
0.5％铈；
[0022]–0‑
0.5％镧，
[0023]其余部分由铝和不可避免的杂质组成。
[0024]铝合金定义为以铝的重量为主的合金。
[0025]不可避免的杂质定义为那些并非故意添加到组合物中并与其它元素一起引入的元素。在不可避免的杂质中，特别提及的可以由硅(Si)和碳(C)形成。
[0026]根据本专利技术的合金在200℃至300℃温度下的疲劳强度得以改进。
[0027]具体来说，由于晶界阻塞机理，根据本专利技术的合金的晶粒尺寸更稳定。
[0028]这种晶界阻塞机理具体通过准晶(QC)相获得的。
[0029]根据本专利技术的合金适用于采用极高固化速率的制造方法。具体来说，该合金允许在快速固化期间产生准晶(QC)相，并使元素进入基质的固溶体中，由此强化合金。
[0030]该轻质铝合金用于制造涡轮机械设备，例如，油底壳或低压出口导向叶片(OGV)。
[0031]该轻质铝合金还可用于制造除涡轮机械部件之外的飞机结构部件，例如用于制造起落架部件。
[0032]按质量百分比，合金可以包含4
‑
6％钛。
[0033]按质量百分比，合金可以包含2.1
‑
2.6％锰。
[0034]按质量百分比，合金可以包含1.3
‑
1.7％铬。
[0035]按质量百分比，合金可以包含1.2
‑
1.6％铁。
[0036]按质量百分比，合金可以包含0.75
‑
1.15％钒。
[0037]按质量百分比，合金可以包含0.8
‑
1.1％镍。
[0038]按质量百分比，合金可以包含0.45
‑
0.75％锆。
[0039]按质量百分比，合金可以包含0.05
‑
0.35％铈。
[0040]按质量百分比，合金可以包含0
‑
0.2％镧。
[0041]按质量百分比，合金可以包含：5.00％钛、2.34％锰、1.40％铁、1.50％铬、0.95％钒、0.95％镍、0.60％锆、0.20％铈、0.10％镧，其余部分由铝和不可避免的杂质组成。
[0042]根据其它方面，本专利技术涉及由如前述特征中任一项所述铝合金制备的涡轮机械部件，所述部件优选是涡轮机械的结构部件。结构部件在本文中定义为支撑机械负载的部件。机械负载可以是静态负载，例如涡轮机械的那些机械连接部件的情况，例如出口导向叶片(OGV)的间隔件。所述负载也可以是动态力，例如对于必须支持离心力的涡轮机械旋转元件而言可能是这种情况。所述部件也可以是非结构部件。
[0043]根据另一方面，本专利技术涉及一种用于制造由如前述特征中任一项所述的铝合金制成的涡轮机械部件的方法，所述方法包括如下步骤：使得合金固化，其中合金以大于或等于105℃/秒的冷却速率由液态转变为固态。
[0044]根据其它特征，所述部件通过激光熔融合金粉末由增材制造来制备。
[0045]根据其它特征，所述方法包括以下步骤：
[0046]–
由固化步骤后获得合金制造粉末；
[0047]–
对由此产生的粉末进行烧结，以获得部件。
[0048]附图的简要说明
[0049]参考所述附图，本专利技术的其它特征和优点将显现于下文所提供的说明，所述附图显示了非限制性的示例性实施方式。
[0050][图1]图1示意性显示了根据本专利技术的用于制造涡轮机械部件的方法的步骤。
[0051][图2]图2示意性显示了制造方法的替代方案的步骤，其中，部件通过烧结获得。
[0052][图3]图3示意性显示了制造方法的替代方案的步骤，其中，部件通过用激光使合金粉末熔化由增材制造获得。
具体实施方式
[0053]根据本专利技术的合金包含铝和钛的基底，其中组合了六种过渡金属，即铁、铬、钒、镍、锆和锰。
[0054]此外，所述合金可以包含稀土元素，例如，铈和/或镧。
[0055]该合金包含3
–
6％钛、1.5
–
3％锰、1
–
2％铁、1
–
2％铬、0.5
–
1.5％钒、0.5
–
1.5％镍、0.2
–
1％锆、0
–
0.5％铈、0
–
0.5％镧，其余部分由铝和不可避免的杂质(例如硅)组成。
[0056]这样的合金组合物确保了200℃至300℃下的抗老化性更好。
[0057]此外，该合金组合物适用于采用非常快速的固化来制造。非常快速的固化在本文中定义为合金以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种铝合金，按质量百分比，其含有：
–3‑
6％钛；
–
1.5
‑
3％锰；
–1‑
2％铁；
–1‑
2％铬；
–
0.5
‑
1.5％钒；
–
0.5
‑
1.5％镍；
–
0.2
‑
1％锆；
–0‑
0.5％铈；
–0‑
0.5％镧，其余部分由铝和不可避免的杂质组成。2.如权利要求1所述的合金，其中，按质量百分比，所述合金含有4
‑
6％钛。3.如权利要求1至2中任一项所述的合金，其中，按质量百分比，所述合金含有2.1
‑
2.6％锰。4.如权利要求1至3中任一项所述的合金，其中，按质量百分比，所述合金含有1.3
‑
1.7％铬。5.如权利要求1至4中任一项所述的合金，其中，按质量百分比，所述合金含有1.2
‑
1.6％铁。6.如权利要求1至5中任一项所述的合金，其中，按质量百分比，所述合金含有0.75
‑
1.15％钒。7.如权利要求1至6中任一项所述的合金，其中，按质量百分比，所述合金含有0.8
‑
1.1％镍。8.如权利要求1至7中任一项所述的合金，其中，按质量百分比，所述...
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