一种C17460合金及其制备工艺的制作方法

一种c17460合金及其制备工艺
技术领域
1.本发明涉及合金铸造技术领域，具体为一种c17460合金及其制备工艺。


背景技术：

2.c17460合金是一种铍铜合金，铍铜是一种过饱和固溶体铜基合金，是机械性能，物理性能，化学性能及抗蚀性能良好结合的有色合金，经固溶和时效处理后，具有与特殊钢相当的高强度极限，弹性极限，屈服极限和疲劳极限，同时又具备高的导电率，导热率，高硬度和耐磨性，高的蠕变抗力及耐蚀性，用途广泛，是国民经济建设不可缺少的重要工业材料。
3.但是现有的铍铜合金由于内部的金相组织的晶体组织粗大，导致其耐腐蚀性能较差，比如在海水中，容易被腐蚀，影响元器件的使用寿命。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种c17460合金及其制备工艺，通过在常见的铍铜合金中，增加铍铜合金的抗腐蚀能力，解决背景技术中的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种c17460合金，包括质量份的组分如下：ni：0.8-1.5，zr：0.5-1.0，fe：2.5-5.0，还包括作为添加剂的be：0.6-1.2，作为添加剂的ti：0.6-0.8；稀土元素：0.03《y la《0.1；不大于0.3％的杂质含量，余量为cu；在合金中存在退火孪晶，其平均晶粒尺寸在17至21μm之间；应用于耐腐蚀元件中，
8.进一步的，所述la的质量份组分为0.022，y的质量份组分为0.1。
9.进一步的，在cu-ni形成的γ相固溶体中，y含量为2-3at.％。
10.进一步的，所述合金形成有稀土第二相的粒径在300-500nm之间，稀土第二相包含cu6la化合物。
11.进一步的，所述合金室温下抗拉强度775mpa，屈服强678mpa，伸长率20.2％。
12.进一步的，zr、ni及fe是以中间三元合金的形式，作为添加剂加入制备的合金中。
13.一种c17460合金的制造工艺，包括以下步骤：将电解铜锭假加入干锅炉中，加热至不低于1050℃，直至电解铜锭完全熔化；而在熔化的之后，加入zr-ni-fe的中间合金，利用搅拌器进行混合，直至混合均；利用散热或者通风设备，将混合熔融物降低的温度900℃，进行1至2小时之间保温处理；以固溶处理的方式，向混合熔融物中加入be、ti及y、la的金属锭，直至后加入金属锭完全熔化之后，继续搅拌，混合均匀；静置至少15min，使熔融物的温度降低，形成合金熔融物，通过搅拌使若干个金相混合完毕，此时合金的熔炼完成。
14.一种c17460合金的板材的制备方法，包括如下内容：将c17460合金的温度调整1000-1100℃，并在此温度的条件下保温3h，在温度大致处于1050℃时，进行均匀化退火处理；再经过热轧、一次冷轧、中间退火获得再结晶组织、二次冷轧、最终经过退火处理，c17460合金板材制备完成。
15.进一步的，中间退火及退火处理的温度为750-850℃；热轧温度为950℃。
16.一种c17460合金的板材，厚度为1.5-3.0mm。
17.(三)有益效果
18.本发明提供了一种c17460合金及其制备工艺。具备以下有益效果：
19.通过在合金中，加入适量的稀土元素，可以将合金中的原本存在的粗大树枝晶转变成细等轴晶，从而增加合金耐腐蚀性，而在腐蚀产物中形成一层致密的稀土相，加速具有保护性的腐蚀产物的形成，因此能够阻合金基体被进一步地腐蚀。
附图说明
20.图1为本发明c17460的金相组织示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例
23.请参阅图，本发明提供一种c17460合金，该合金的制备包括以下步骤：
24.第一部分；合金配料
25.待制备得其质量份的组分如下：ni：0.8-1.5，zr：0.5-1.0，fe：2.5-5.0，还包括作为添加剂的be：0.6-1.2，作为添加剂的ti：0.6-0.8；
26.稀土元素：0.03《y la《0.1；不大于0.3％的杂质含量，余量为cu；
27.其中，作为替代，稀土元素的质量份组分也可以如下：la：0.04-0.35，y：0.01-0.18，例如，la的质量份组分为0.022，y的组分为0.1，合计0.032；当然，也可以选择其他的稀土元素的作为对la及y进行替代，以实现类似的作用。
28.其中，zr、ni及fe是以中间三元合金的形式，作为添加剂加入制备的合金中。
29.通过以添加剂的形式向合金中加入be，能使合金中脆性化合物晶体由粗大针状和层状转变成细小的等轴状，从而改善合金的强度和塑性，方便得到较高强度和良好塑性的优质铸件。
30.第二部分；合金熔炼
31.在确认好合金的组分之后，需要将各个组分熔炼在一起；
32.将已经准备好的电解铜锭假加入干锅炉中，加热至不低于1050℃，直至电解铜锭完全熔化；而在熔化的之后，加入zr-ni-fe的中间合金，利用搅拌器进行混合，直至混合均；
33.利用散热或者通风设备，将混合熔融物降低的温度900℃，进行1至2小时之间保温处理；以固溶处理的方式，向混合熔融物中加入be、ti及y、la的金属锭，直至后加入金属锭完全熔化之后，继续搅拌，混合均匀；
34.静置至少15min，使熔融物的温度降低，形成合金熔融物，加入的时间大致维持在5min，通过搅拌器进行搅拌，直至若干个金相混合完毕，此时合金的熔炼完成；
35.在合金的金相再结晶组织中，形成大量的退火孪晶，且孪晶界的迁移使晶粒逐渐
趋于均匀分布，优化合金晶界特征分布，且孪晶界的平均晶粒尺寸在17至21μm之间。
36.第三部分；合金铸造
37.作为进一步的处理，将混合金相温度调整1000-1100℃，并在此温度的条件下保温3h，在温度大致处于1050℃时，进行均匀化退火处理；
38.再经过热轧、一次冷轧、中间退火获得再结晶组织、二次冷轧、最终经过退火处理，其中，中间退火及退火处理的温度为750-850℃；热轧温度为950℃，最后制成厚度为1.5-3.0mm的板材。
39.经过以上三个部分的处理，c17460合金及其板材制备完成。
40.实验例1
41.待制备的合金质量份的组分如下：ni：0.8-1.5，zr：0.5-1.0，fe：2.5-5.0，还包括作为添加剂的be：0.6，作为添加剂的ti：0.6-0.8；稀土元素：y la的数值为0.04；不大于0.3％的杂质含量，余量为cu，形成材料t1。
42.实验例2
43.待制备的合金质量份的组分如下：ni：0.8-1.5，zr：0.5-1.0，fe：2.5-5.0，还包括作为添加剂的be：0.6，作为添加剂的ti：0.6-0.8；稀土元素：y la的数值为0.065；不大于0.3％的杂质含量，余量为cu，形成材料t2。
44.实验例3
45.待制备的合金质量份的组分如下：ni：0.8-1.5，zr：0.5-1.0，fe：2.5-5.0，还包括作为添加剂的be：0.6，作为添加剂的ti：0.6-0.8；稀土元素：y la的数值为0.09；不大于0.3％的杂质含量，余量为cu，形成材料t3。
46.实验例4
47.待制备的合金质量份的组分如下：ni：0.8-1.5，zr：0.5-1.0，fe：2.5-5.0，还包括作为添加剂的be：1.2，作为添加剂的ti：0.6-0.8；稀土元素：y la的数值为0.04；不大于0.3％的杂质含量，余量为cu，形成材料t4。
48.实验例5
49.待制备的合金质量份的组分如下：ni：0.8-1.5，zr：0.5-1.0，fe：2.5-5.0，还包括作为添加剂的be：1.2，作为添加剂的ti：0.6-0.8；稀土元素：y la的数值为0.065；不大于0.3％的杂质含量，余量为cu，形成材料t5。
50.实验例6
51.待制备的合金质量份的组分如下：ni：0.8-1.5，zr：0.5-1.0，fe：2.5-5.0，还包括作为添加剂的be：1.2，作为添加剂的ti：0.6-0.8；稀土元素：y la的数值为0.09；不大于0.3％的杂质含量，余量为cu，形成材料t6。
52.选择材料t1至t6作为制作实验式样，进行力学性能检测，检测结果见下表；
53.表格1制得合金板材的力学性能
[0054][0055]
在本技术方案中，通过在合金中，加入适量的稀土元素，可以将合金中的原本存在的粗大树枝晶转变成细等轴晶，从而增加合金耐腐蚀性，而在腐蚀产物中形成一层致密的稀土相，加速具有保护性的腐蚀产物的形成，因此能够阻合金基体被进一步地腐蚀。
[0056]
在合金中添加稀土y，还可以降合金层错能，提高特殊晶界比例，改善合金的耐蚀性能，在cu-ni形成的γ相固溶体中，y含量为2-3at.％时，自腐蚀电位最正，耐蚀性能较好。
[0057]
la含量较低时，合金的晶体为柱状晶组织，在la的含量逐渐增高时，发生柱状晶向等轴晶组织的转变，la含量较高的为等轴晶组织；而且稀土元素la与cu反应生成了第二相，稀土第二相的粒径在300-500nm之间，第二相粒子是cu6la化合物，有利于提高合金表面的钝化能力。
[0058]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。