CN100523244C - 一种高强度的耐热镁合金及其熔炼方法 - Google Patents
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- C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon
Abstract
一种高强度的耐热镁合金，其成份含量为：Y为4.5～10wt%，Gd为0～8wt%，Dy为0～5wt%，Tb为0～5wt%，Ho为0～5wt%，Er为0～5wt%，Tm为0～5wt%，Nd为2～4.5wt%，Sm为0～3.5wt%，其余为Mg。其方法包括(1)备料；(2)预热炉、熔化炉升温；(3)预热原料的金属锭或它们的合金锭；(4)分批熔化预热后的纯镁锭；(5)将预热后的其他的纯金属锭或它们的合金锭没入镁熔液中熔化；(6)保温，使所有合金元素均匀分布在镁熔液中；(7)将镁合金熔液浇注成铸锭或铸件；或者进行连续或半连续铸造；或者进行挤压铸造或压铸成铸件。本发明的镁合金能满足较高力学性能和高温抗蠕变性能的要求，具有比现有镁合金高得多的抗腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度的耐热镁合金及其熔炼方法。属于工业用镁合金的范畴。
背景技术
目前，随着节能环保和汽车性能提升要求的不断提高，镁合金因为密度小、比强度比刚度高、铸造性能好，尤其是易于压铸成型，除此还具有优良的减振性能和易于回收等优点，在汽车工业的应用呈现蓬勃发展之势。随着镁合金在汽车上应用的不断拓展，如从原先的变速箱壳体、仪表盘、车门等一般零部件向发动机支架、活塞、轮毂等重要位置的结构件和功能件发展，人们也在开发满足各种不同要求的镁合金，如高强高韧耐热镁合金、高温抗蠕变耐蚀镁合金等。
传统的镁合金如AZ91D、AM60B、AS41、AE42等获得了广泛的应用，依然是目前应用量最大的几种镁合金。但是这些合金都具有某些缺点，例如在250℃以上温度的强度非常低(≤100MPa)，抗腐蚀性能差，抗蠕变性能低(AZ91D、AM60B)。制约着镁合金在发动机等重要部件上的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度的耐热镁合金。它能满足较高力学性能和高温抗蠕变性能的要求，具有比现有镁合金高得多的抗腐蚀性能。
本发明的另一个目的是提供一种高强度的耐热镁合金的熔炼方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种高强度的耐热镁合金，该镁合金的成份含量为：Y的含量为4.5～10wt％，Gd的含量为0～8wt％，Dy的含量为0～5wt％，Tb的含量为0～5wt％，Ho的含量为0～5wt％，Er的含量为0～5wt％，Tm的含量为0～5wt％，Nd的含量为2～4.5wt％，Sm的含量为0～3.5wt％，其余为Mg。
在本发明的高强度的耐热镁合金中，所述的Y的优选含量为5～7wt％，Gd的优选含量为1～5wt％。
在本发明的高强度的耐热镁合金中，所述的Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm的总含量为2.5～10wt％。
在本发明的高强度的耐热镁合金中，所述的Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm的优选总含量为3～8wt％。
在本发明的高强度的耐热镁合金中，所述的Nd、Sm的总含量为2.2～4.5wt％。
在本发明的高强度的耐热镁合金中，所述的Nd、Sm的优选总含量为2.6～3.8wt％，
在本发明的高强度的耐热镁合金中，所述的Nd的优选含量为2～3.2wt％。
一种高强度的耐热镁合金的熔炼方法，该方法包括下述步骤：
(1)、按本发明所述的镁合金的成份的重量百分比进行备料；
(2)、将预热炉升温到160～660℃，并将熔化炉升温到500～800℃，且向熔化炉通入保护气体；
(3)、在预热炉中，将纯镁锭预热到100～600℃，同时将纯Y锭、纯Nd锭，以及Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Sm的纯金属锭或它们的合金锭预热到100～500℃；
(4)、在已经预热的熔化炉中进行纯镁锭的熔炼，首先将占1熔化炉的熔化重量1/2～1/20的预热纯镁锭加入熔化炉中，使其在保护气体的保护下完全熔化，然后将其余的预热纯镁锭分批加入到熔化炉中，待前一批预热纯镁锭熔化后，再加入下一批预热镁锭，每批加入量以纯镁锭完全淹没在镁熔液中为准；如此重复进行，直至纯镁锭加入量达到预定值，完全熔化后，将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在680～860℃；
(5)、将预热后的纯Y锭、纯Nd锭，以及Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Sm的纯金属锭或它们的合金锭，连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔液中，加料筐为低碳钢或高铬钢制成，其上密布着大量的小孔，便于Y、Nd以及Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Sm的溶解和在镁熔液中扩散均匀；
(6)、将镁熔液温度控制在720～860℃，待Y、Nd等所有合金元素完全溶解后，再在750～860℃保温10～60分钟，使所有合金元素均匀分布在镁熔液中；
(7)、最后，将镁合金熔液浇注到充分预热过的金属型铸造模具或者砂型铸造模具中凝固成铸锭或铸件；或者将镁合金熔液输送到结晶器中，进行连续或半连续铸造；或者将镁合金熔液根据铸件重量分批浇注到挤压铸造机或压铸机中，挤压铸造或压铸成铸件。
在本发明的镁合金的熔炼方法中，所述的保护气体优选为含有0.2～0.5体积％SF6的N2。以下简称为保护气体(0.2～0.5％SF6+N2)
本发明的优点是：本发明的镁合金能满足较高力学性能和高温抗蠕变性能的要求，具有比现有镁合金高得多的抗腐蚀性能。
具体实施方式
实施例1：1000公斤Mg-7Y-2Gd-1Er-3Nd镁合金熔炼方法。
1、熔炼准备
接通预热炉、熔化炉的电源，升温。将预热炉升温到420～460℃，将熔化炉升温到600～620℃，向熔化炉内通入保护气体(0.2～0.5％SF6+N2)。
2、纯镁锭、纯Y锭和纯Nd锭等合金元素锭预热
采用预热炉将表面洁净的880公斤纯镁锭、73公斤纯Y锭、31公斤纯Nd锭、20公斤纯Gd锭和10公斤纯Er锭预热到260～360℃，其中纯Y锭、纯Nd锭、纯Gd锭和纯Er锭都盛放在加料筐中，连同加料筐一起放入预热炉中预热。加料筐采用3mm厚的Cr13号钢板加工制成，在钢板上钻出大量的Φ5mm的小孔，使之成筛子状。
3、纯镁锭熔化
首先加入80～90公斤表面洁净的纯镁锭，使其在前述混合气体保护下完全熔化，然后分批将预热到设定温度的纯镁锭加入到熔化炉中。第1次加入约25～40公斤，具体加入量以镁锭完全淹没在镁液中为准；待完全熔化后再加入第2批预热镁锭，加入量仍然以镁锭完全淹没在镁液中为准；如此反复，直至镁锭加入量达到预定值880公斤，完全熔化后，用扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在760～780℃。
4、合金化
将预热后的纯Y锭、纯Nd锭、纯Gd锭和纯Er锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔液中，将镁熔液温度控制在780～790℃，待Y、Nd、Gd和Er完全溶解后，再在该温度下保温30～40分钟，使所有合金元素均匀分布在镁熔液中；
5、浇注
用熔体转移泵将镁合金熔液浇注到充分预热过的金属型铸造模具中凝固成铸锭。至此熔炼结束。
本发明的Mg-7Y-2Gd-1Er-3Nd镁合金经过热处理后具有如下性能：室温抗拉强度σb为360～380MPa，屈服强度σ0.2为280～290Mpa；250℃时的抗拉强度σb为300～310Mpa；250℃、200Mpa应力持续加载10小时，产生的蠕变变形小于0.2％；中性盐雾实验抗盐雾腐蚀性，失重≤0.11mg/cm2.24小时。
实施例2：1000公斤Mg-5Y-2Gd-1.5Dy-0.5Tb-2Nd-1Sm镁合金熔炼方法。
1、熔炼准备
接通预热炉、熔化炉的电源，升温。将预热炉升温到420～460℃，将熔化炉升温到600～620℃，向熔化炉内通入保护气体(0.2～0.5％SF6+N2)。
2、纯镁锭、纯Y锭和纯Nd锭等合金元素锭预热
采用预热炉将表面洁净的890公斤纯镁锭、52公斤纯Y锭、20公斤纯Nd锭、20公斤纯Gd锭、15公斤纯Dy锭、5公斤纯Tb锭和10公斤纯Sm锭预热到260～360℃，其中纯Y锭、纯Nd锭、纯Gd锭、纯Dy锭、纯Tb锭和纯Sm锭都盛放在加料筐中，连同加料筐一起放入预热炉中预热。加料筐采用3mm厚的Cr13号钢板加工制成，在钢板上钻出大量的Φ5mm的小孔，使之成筛子状。
3、纯镁锭熔化
首先加入80～90公斤表面洁净的纯镁锭，使其在前述混合气体保护下完全熔化，然后分批将预热到设定温度的纯镁锭加入到熔化炉中。第1次加入约25～40公斤，具体加入量以镁锭完全淹没在镁液中为准；待完全熔化后再加入第2批预热镁锭，加入量仍然以镁锭完全淹没在镁液中为准；如此反复，直至镁锭加入量达到预定值890公斤，完全熔化后，用扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在760～780℃。
4、合金化
将预热后的纯Y锭、纯Nd锭、纯Gd锭、纯Dy锭、纯Tb锭和纯Sm锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔液中，将镁熔液温度控制在780～790℃，待y、Nd、Gd、Dy、Tb和Sm完全溶解后，再在该温度下保温30～40分钟，使所有合金元素都均匀分布在镁熔液中；
5、浇注
用熔体转移泵将镁合金熔液输送到结晶器中，进行半连续铸造，制备成压力加工用的坯锭。
本发明的Mg-5Y-2Gd-1.5Dy-0.5Tb-2Nd-1Sm镁合金经过变形加工和热处理后具有如下性能：室温抗拉强度σb为415～425MPa，屈服强度σ0.2为305～325Mpa；250℃时的抗拉强度σb为290～310Mpa；250℃、200Mpa应力持续加载10小时，产生的蠕变变形小于0.2％；中性盐雾实验抗盐雾腐蚀性，失重≤0.11mg/cm2.24小时。
实施例3：1000公斤Mg-6Y-2Gd-0.5Ho-0.5Tm-2.5Nd-0.5Sm镁合金熔炼方法。
1、熔炼准备
接通预热炉、熔化炉的电源，升温。将预热炉升温到420～460℃，将熔化炉升温到600～620℃，向熔化炉内通入保护气体(0.2～0.5％SF6+N2)。
2、纯镁锭、纯Y锭和纯Nd锭等合金元素锭预热
采用预热炉将表面洁净的890公斤纯镁锭、62公斤纯Y锭、25公斤纯Nd锭、20公斤纯Gd锭、5公斤纯Ho锭、5公斤纯Tm锭和5公斤纯Sm锭预热到260～360℃，其中纯Y锭、纯Nd锭、纯Gd锭、纯Ho锭、纯Tm锭和纯Sm锭盛放加料筐中，连同加料筐一起放入预热炉中预热。加料筐采用3mm厚的Cr13号钢板加工制成，在钢板上钻出大量的Φ5mm的小孔，使之成筛子状。
3、纯镁锭熔化
首先加入80～90公斤表面洁净的纯镁锭，使其在前述混合气体保护下完全熔化，然后分批将预热到设定温度的纯镁锭加入到熔化炉中。第1次加入约25～40公斤，具体加入量以镁锭完全淹没在镁液中为准；待完全熔化后再加入第2批预热镁锭，加入量仍然以镁锭完全淹没在镁液中为准；如此反复，直至镁锭加入量达到预定值840公斤，完全熔化后，用扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在760～780℃。
4、合金化
将预热后的纯Y锭、纯Nd锭、纯Gd锭、纯Ho锭、纯Tm锭和纯Sm锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔液中，将镁熔液温度控制在800～810℃，待Y、Nd、Gd、Ho、Tm和Sm完全溶解后，再在该温度下保温30～40分钟，使所有合金元素都均匀分布在镁熔液中；
5、铸造成型
根据铸件重量，用熔体转移泵将镁合金熔液分批浇注到挤压铸造机中，挤压铸造成铸件。
本发明的Mg-6Y-2Gd-0.5Ho-0.5Tm-2.5Nd-0.5Sm镁合金经过挤压铸造成型和热处理后具有如下性能：其室温抗拉强度σb为370～390MPa，屈服强度σ0.2为305～315Mpa；250℃时的抗拉强度σb为300～320Mpa；250℃、200Mpa应力持续加载10小时，产生的蠕变变形小于0.2％；中性盐雾实验抗盐雾腐蚀性，失重≤0.11mg/cm2.24小时。
实施例4：1000公斤Mg-9.5Y-5Er-4.5Nd镁合金熔炼方法。
1、熔炼准备
接通预热炉、熔化炉的电源，升温。将预热炉升温到420～460℃，将熔化炉升温到600～620℃，向熔化炉内通入保护气体(0.2～0.5％SF6+N2)。
2、纯镁锭、纯Y锭和纯Nd锭等合金元素锭预热
采用预热炉将表面洁净的810公斤纯镁锭、96公斤纯Y锭、47公斤纯Nd锭和52公斤纯Er锭预热到260～360℃，其中纯Y锭、纯Nd锭和纯Er锭都盛放在加料筐中，连同加料筐一起放入预热炉中预热。加料筐采用3mm厚的Cr13号钢板加工制成，在钢板上钻出大量的Φ5mm的小孔，使之成筛子状。
3、纯镁锭熔化
首先加入80～90公斤表面洁净的纯镁锭，使其在前述混合气体保护下完全熔化，然后分批将预热到设定温度的纯镁锭加入到熔化炉中。第1次加入约25～40公斤，具体加入量以镁锭完全淹没在镁液中为准；待完全熔化后再加入第2批预热镁锭，加入量仍然以镁锭完全淹没在镁液中为准；如此反复，直至镁锭加入量达到预定值810公斤，完全熔化后，用扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在760～780℃。
4、合金化
将预热后的纯Y锭、纯Nd锭和纯Er锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔液中，将镁熔液温度控制在780～790℃，待Y、Nd和Er完全溶解后，再在该温度下保温30～40分钟，使所有合金元素均匀分布在镁熔液中；
5、浇注
用熔体转移泵将镁合金熔液浇注到充分预热过的金属型铸造模具中凝固成铸锭。至此熔炼结束。
本发明的Mg-9.5Y-5Er-4.5Nd镁合金经过热处理后具有如下性能：室温抗拉强度σb为360～380MPa，屈服强度σ0.2为280～290Mpa；250℃时的抗拉强度σb为300～310Mpa；250℃、200Mpa应力持续加载10小时，产生的蠕变变形小于0.2％；中性盐雾实验抗盐雾腐蚀性，失重≤0.11mg/cm2.24小时。
实施例5：1000公斤Mg-4.5Y-8Gd-2Nd-2Sm镁合金熔炼方法。
1、熔炼准备
接通预热炉、熔化炉的电源，升温。将预热炉升温到420～460℃，将熔化炉升温到600～620℃，向熔化炉内通入保护气体(0.2～0.5％SF6+N2)。
2、纯镁锭、纯Y锭和纯Nd锭等合金元素锭预热
采用预热炉将表面洁净的850公斤纯镁锭、46公斤纯Y锭、20公斤纯Nd锭、82公斤纯Gd锭和20公斤纯Sm锭预热到260～360℃，其中纯Y锭、纯Nd锭、纯Gd锭和纯Sm锭盛放加料筐中，连同加料筐一起放入预热炉中预热。加料筐采用3mm厚的Cr13号钢板加工制成，在钢板上钻出大量的Φ5mm的小孔，使之成筛子状。
3、纯镁锭熔化
首先加入80～90公斤表面洁净的纯镁锭，使其在前述混合气体保护下完全熔化，然后分批将预热到设定温度的纯镁锭加入到熔化炉中。第1次加入约25～40公斤，具体加入量以镁锭完全淹没在镁液中为准；待完全熔化后再加入第2批预热镁锭，加入量仍然以镁锭完全淹没在镁液中为准；如此反复，直至镁锭加入量达到预定值850公斤，完全熔化后，用扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在760～780℃。
4、合金化
将预热后的纯Y锭、纯Nd锭、纯Gd锭和纯Sm锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔液中，将镁熔液温度控制在800～810℃，待Y、Nd、Gd和Sm完全溶解后，再在该温度下保温30～40分钟，使所有合金元素都均匀分布在镁熔液中；
5、铸造成型
根据铸件重量，用熔体转移泵将镁合金熔液分批浇注到挤压铸造机中，挤压铸造成铸件。
本发明的Mg-4.5Y-8Gd-2Nd-2Sm镁合金经过挤压铸造成型和热处理后具有如下性能：其室温抗拉强度σb为370～390MPa，屈服强度σ0.2为305～315Mpa；250℃时的抗拉强度σb为300～320Mpa；250℃、200Mpa应力持续加载10小时，产生的蠕变变形小于0.2％；中性盐雾实验抗盐雾腐蚀性，失重≤0.11mg/cm2.24小时。
实施例6：1000公斤Mg-4.5Y-5Dy-2Nd-2.5Sm镁合金熔炼方法。
1、熔炼准备
接通预热炉、熔化炉的电源，升温。将预热炉升温到420～460℃，将熔化炉升温到600～620℃，向熔化炉内通入保护气体(0.2～0.5％SF6+N2)。
2、纯镁锭、纯Y锭和纯Nd锭等合金元素锭预热
采用预热炉将表面洁净的860公斤纯镁锭、46公斤纯Y锭、20公斤纯Nd锭、50公斤纯Dy锭和25公斤纯Sm锭预热到260～360℃，其中纯Y锭、纯Nd锭、纯Dy锭和纯Sm锭都盛放在加料筐中，连同加料筐一起放入预热炉中预热。加料筐采用3mm厚的Cr13号钢板加工制成，在钢板上钻出大量的Φ5mm的小孔，使之成筛子状。
3、纯镁锭熔化
首先加入80～90公斤表面洁净的纯镁锭，使其在前述混合气体保护下完全熔化，然后分批将预热到设定温度的纯镁锭加入到熔化炉中。第1次加入约25～40公斤，具体加入量以镁锭完全淹没在镁液中为准；待完全熔化后再加入第2批预热镁锭，加入量仍然以镁锭完全淹没在镁液中为准；如此反复，直至镁锭加入量达到预定值860公斤，完全熔化后，用扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在760～780℃。
4、合金化
将预热后的纯Y锭、纯Nd锭、纯Dy锭和纯Sm锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔液中，将镁熔液温度控制在780～790℃，待Y、Nd、Dy和Sm完全溶解后，再在该温度下保温30～40分钟，使所有合金元素都均匀分布在镁熔液中；
5、浇注
用熔体转移泵将镁合金熔液输送到结晶器中，进行半连续铸造，制备成压力加工用的坯锭。
本发明的Mg-4.5Y-5Dy-2Nd-2.5Sm镁合金经过变形加工和热处理后具有如下性能：室温抗拉强度σb为415～425MPa，屈服强度σ0.2为305～325Mpa；250℃时的抗拉强度σb为290～310Mpa；250℃、200Mpa应力持续加载10小时，产生的蠕变变形小于0.2％；中性盐雾实验抗盐雾腐蚀性，失重≤0.11mg/cm2.24小时。
实施例7：1000公斤Mg-4.5Y-5Ho-3Nd镁合金熔炼方法。
1、熔炼准备
接通预热炉、熔化炉的电源，升温。将预热炉升温到420～460℃，将熔化炉升温到600～620℃，向熔化炉内通入保护气体(0.2～0.5％SF6+N2)。
2、纯镁锭、纯Y锭和纯Nd锭等合金元素锭预热
采用预热炉将表面洁净的890公斤纯镁锭、46公斤纯Y锭、30公斤纯Nd锭和50公斤纯Ho锭预热到260～360℃，其中纯Y锭、纯Nd锭和纯Ho锭都盛放在加料筐中，连同加料筐一起放入预热炉中预热。加料筐采用3mm厚的Cr13号钢板加工制成，在钢板上钻出大量的Φ5mm的小孔，使之成筛子状。
3、纯镁锭熔化
首先加入80～90公斤表面洁净的纯镁锭，使其在前述混合气体保护下完全熔化，然后分批将预热到设定温度的纯镁锭加入到熔化炉中。第1次加入约25～40公斤，具体加入量以镁锭完全淹没在镁液中为准；待完全熔化后再加入第2批预热镁锭，加入量仍然以镁锭完全淹没在镁液中为准；如此反复，直至镁锭加入量达到预定值890公斤，完全熔化后，用扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在760～780℃。
4、合金化
将预热后的纯Y锭、纯Nd锭和纯Ho锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔液中，将镁熔液温度控制在780～790℃，待Y、Nd和Ho完全溶解后，再在该温度下保温30～40分钟，使所有合金元素都均匀分布在镁熔液中；
5、浇注
用熔体转移泵将镁合金熔液输送到结晶器中，进行半连续铸造，制备成压力加工用的坯锭。
本发明的Mg-4.5Y-5Ho-3Nd镁合金，采用挤压/拉拔等工艺变形加工成棒材或线材，经过热处理后具有如下性能：室温抗拉强度σb为415～425MPa，屈服强度σ0.2为305～325Mpa；250℃时的抗拉强度σb为290～310Mpa；250℃、200Mpa应力持续加载10小时，产生的蠕变变形小于0.2％；中性盐雾实验抗盐雾腐蚀性，失重≤0.11mg/cm2.24小时。
实施例8：1000公斤Mg-4.5Y-5Tb-3Nd镁合金熔炼方法。
1、熔炼准备
接通预热炉、熔化炉的电源，升温。将预热炉升温到420～460℃，将熔化炉升温到600～620℃，向熔化炉内通入保护气体(0.2～0.5％SF6+N2)。
2、纯镁锭、纯Y锭和纯Nd锭等合金元素锭预热
采用预热炉将表面洁净的890公斤纯镁锭、46公斤纯Y锭、30公斤纯Nd锭和50公斤纯Tb锭预热到260～360℃，其中纯Y锭、纯Nd锭和纯Tb锭都盛放在加料筐中，连同加料筐一起放入预热炉中预热。加料筐采用3mm厚的Cr13号钢板加工制成，在钢板上钻出大量的Φ5mm的小孔，使之成筛子状。
3、纯镁锭熔化
首先加入80～90公斤表面洁净的纯镁锭，使其在前述混合气体保护下完全熔化，然后分批将预热到设定温度的纯镁锭加入到熔化炉中。第1次加入约25～40公斤，具体加入量以镁锭完全淹没在镁液中为准；待完全熔化后再加入第2批预热镁锭，加入量仍然以镁锭完全淹没在镁液中为准；如此反复，直至镁锭加入量达到预定值890公斤，完全熔化后，用扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在760～780℃。
4、合金化
将预热后的纯Y锭、纯Nd锭和纯Tb锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔液中，将镁熔液温度控制在780～790℃，待Y、Nd和Tb完全溶解后，再在该温度下保温30～40分钟，使所有合金元素都均匀分布在镁熔液中；
5、浇注
用熔体转移泵将镁合金熔液输送到结晶器中，进行半连续铸造，制备成压力加工用的坯锭。
本发明的Mg-4.5Y-5Tb-3Nd镁合金，采用轧制变形加工成板材，经过热处理后具有如下性能：室温抗拉强度σb为415～425MPa，屈服强度σ0.2为305～325Mpa；250℃时的抗拉强度σb为290～310Mpa；250℃、200Mpa应力持续加载10小时，产生的蠕变变形小于0.2％；中性盐雾实验抗盐雾腐蚀性，失重≤0.11mg/cm2.24小时。
实施例9：1000公斤Mg-4.5Y-5Tm-3Nd镁合金熔炼方法。
1、熔炼准备
接通预热炉、熔化炉的电源，升温。将预热炉升温到420～460℃，将熔化炉升温到600～620℃，向熔化炉内通入保护气体(0.2～0.5％SF6+N2)。
2、纯镁锭、纯Y锭和纯Nd锭等合金元素锭预热
采用预热炉将表面洁净的890公斤纯镁锭、46公斤纯Y锭、30公斤纯Nd锭和50公斤纯Tm锭预热到260～360℃，其中纯Y锭、纯Nd锭和纯Tm锭都盛放在加料筐中，连同加料筐一起放入预热炉中预热。加料筐采用3mm厚的Cr13号钢板加工制成，在钢板上钻出大量的Φ5mm的小孔，使之成筛子状。
3、纯镁锭熔化
首先加入80～90公斤表面洁净的纯镁锭，使其在前述混合气体保护下完全熔化，然后分批将预热到设定温度的纯镁锭加入到熔化炉中。第1次加入约25～40公斤，具体加入量以镁锭完全淹没在镁液中为准；待完全熔化后再加入第2批预热镁锭，加入量仍然以镁锭完全淹没在镁液中为准；如此反复，直至镁锭加入量达到预定值890公斤，完全熔化后，用扒渣勺将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在760～780℃。
4、合金化
将预热后的纯Y锭、纯Nd锭和纯Tm锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔液中，将镁熔液温度控制在780～790℃，待Y、Nd和Tm完全溶解后，再在该温度下保温30～40分钟，使所有合金元素都均匀分布在镁熔液中；
5、浇注
用熔体转移泵将镁合金熔液输送到结晶器中，进行半连续铸造，制备成压力加工用的坯锭。
本发明的Mg-4.5Y-5Tm-3Nd镁合金，采用挤压变形加工成管材、型材、棒材，经过热处理后具有如下性能：室温抗拉强度σb为415～425MPa，屈服强度σ0.2为305～325Mpa；250℃时的抗拉强度σb为290～310Mpa；250℃、200Mpa应力持续加载10小时，产生的蠕变变形小于0.2％；中性盐雾实验抗盐雾腐蚀性，失重≤0.11mg/cm2.24小时。
Claims (8)
1、一种高强度的耐热镁合金，其特征在于：该镁合金的成份含量为：Y的含量为4.5～10wt％，Gd的含量为0～8wt％，Dy的含量为0～5wt％，Tb的含量为0～5wt％，Ho的含量为0～5wt％，Er的含量为0～5wt％，Tm的含量为0～5wt％，Nd的含量为2～4.5wt％，Sm的含量为0～3.5wt％，并且，所述的Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm的总含量为2.5～10wt％，其余为Mg。
2、根据权利要求1所述的高强度的耐热镁合金，其特征在于：所述的Y的含量为5～7wt％，Gd的含量为1～5wt％。
3、根据权利要求2所述的高强度的耐热镁合金，其特征在于：所述的Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm的总含量为3～8wt％。
4、根据权利要求3所述的高强度的耐热镁合金，其特征在于：所述的Nd、Sm的总含量为2.2～4.5wt％。
5、根据权利要求4所述的高强度的耐热镁合金，其特征在于：所述的Nd、Sm的总含量为2.6～3.8wt％。
6、根据权利要求4或5所述的高强度的耐热镁合金，其特征在于：所述的Nd的含量为2～3.2wt％。
7、一种权利要求1所述的镁合金的熔炼方法，其特征在于：该方法包括下述步骤：
(1)、按权利要求1所述的镁合金的成份的重量百分比进行备料；
(2)、将预热炉升温到160～660℃，并将熔化炉升温到500～800℃，且向熔化炉通入保护气体；
(3)、在预热炉中，将纯镁锭预热到100～600℃，同时将纯Y锭和纯Nd锭，以及Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Sm的纯金属锭或它们的合金锭预热到100～500℃；
(4)、在已经预热的熔化炉中进行纯镁锭的熔炼，首先将占1熔化炉的熔化重量1/2～1/20的预热纯镁锭加入熔化炉中，使其在保护气体的保护下完全熔化，然后将其余的预热纯镁锭分批加入到熔化炉中，待前一批预热纯镁锭熔化后，再加入下一批预热镁锭，每批加入量以纯镁锭完全淹没在镁熔液中为准；如此重复进行，直至纯镁锭加入量达到预定值，完全熔化后，将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在680～860℃；
(5)、将预热后的纯Y锭、纯Nd锭，以及Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Sm的纯金属锭或它们的合金锭，连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔液中，加料筐为低碳钢或高铬钢制成，其上密布着大量的小孔，便于Y、Nd以及Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Sm元素金属的溶解和扩散；
(6)、将镁熔液温度控制在720～860℃，待Y、Nd以及Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Sm元素金属完全溶解后，再在750～860℃保温10～60分钟，使所有合金元素均匀分布在镁熔液中；
(7)、最后，将镁合金熔液浇注到充分预热过的金属型铸造模具或者砂型铸造模具中凝固成铸锭或铸件；或者将镁合金熔液输送到结晶器中，进行连续或半连续铸造，然后采用轧制/挤压/拉拔/锻造等工艺变形加工成板材、管材、型材、棒材、线材以及各种锻件；或者将镁合金熔液根据铸件重量分批浇注到挤压铸造机或压铸机中，挤压铸造或压铸成铸件。
8、根据权利要求7所述的镁合金的熔炼方法，其特征在于：所述的保护气体为含有0.2～0.5体积％SF6的N2。
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