CN103014467A - 一种镁-钬合金 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镁-钬合金，其组分的质量百分比含量为：Ho1.56%~4.80%；Nd1.61%~2.46%；Zn 0.01%~0.55%；Zr0.01%~1.25%；Ni0.01%~0.02%；Cu0.015%~0.025%；其余为Mg和不可避免的杂质。本发明镁-钬合金，铸态合金室温下的维氏硬度可达121，室温下的力学性能指标均达到350MPa以上，是其它稀土元素所不能比拟的，同时高温性能稳定。
Description
技术领域
本发明涉及合金领域，特别是涉及一种镁-钬合金。
背景技术
镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小（1.8g/cm3镁合金左右），比强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。
1979年DritsE朝发现添加重稀土钇对镁合金会产生有利影响，这一重要发现使人们开发出一系列在高温下具有优良力学性能的含Y 合金，从而为重稀土(Heary rare earth，HRE)在耐热镁合金中的应用奠定了基础。从20世纪9O年代开始，人们为了得到性能更加优越的镁合金，满足国防尖端领域的需求，开始深入探索Mg—HRE合金。与轻稀土元素相比，重稀土元素主要具有以下2个优点：(1)重稀土在镁中的同溶度大，且同溶度随温度降低急剧下降，因而具有很好的同溶强化和沉淀强化效果；(2)重稀土能协同轻稀土或其他过渡族元素共同作用提高镁合金的力学性能。
因而，镁和重稀土元素的合金成为现今研究的重点。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种镁-钬合金，力学性能极佳。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种镁-钬合金，其组分的质量百分比含量为：
Ho 1.56%~4.80% ；
Nd 1.61%~2.46% ；
Zn 0.01%~0.55%；
Zr 0.01%~1.25%；
Ni 0.01%~0.02% ；
Cu 0.015%~0.025% ；
其余为Mg和不可避免的杂质。
在本发明一个优选实施例中，所述组分的质量百分比含量为：
Ho 4.58%；
Nd 1.85% ；
Zn 0.25%；
Zr 0.85%；
Ni 0.01%；
Cu 0.015% ；
其余为Mg和不可避免的杂质。
在本发明一个优选实施例中，所述镁-钬合金室温下的维氏硬度达121以上，室温下的力学性能指标达到350MPa以上。
本发明的有益效果是：本发明镁-钬合金具有以下优点：
1）、添加Ho元素：钬的原子半径比Gd要小，4f轨道电子多，化学活性高，纯金属经过适当的合金化后强度、硬度提高的现象称为固溶强化。固溶强化的效果决定于溶质原子的性质、浓度及溶剂原子的直径差。一般来说，溶质原子和溶剂原子之间的直径差越大，溶质的浓度越高，其强化效果越好。镁-钬铸态合金室温下的维氏硬度可达121，室温下的力学性能指标均达到350MPa以上，是其它稀土元素所不能比拟的，同时高温性能稳定 。
2）、添加Nd元素： 可增加MgRE相的析出，从而增加合金的时效硬化效果。
本发明镁-钬合金，铸态合金室温下的维氏硬度可达121，室温下的力学性能指标均达到350MPa以上，是其它稀土元素所不能比拟的，同时高温性能稳定。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一
选取原材料：所述组分的质量百分比含量为：Ho 4.58%；Nd 1.85% ；Zn 0.25%；Zr 0.85%；Ni 0.01%；Cu 0.015% ；其余为Mg；
加工：对上述原料进行熔炼-浇注-挤压加工，得到镁-钬合金样品一。
实施例二
选取原材料：所述组分的质量百分比含量为：Ho 1.56%；Nd 1.61% ；Zn 0.01%；Zr 0.01%；Ni 0.01%；Cu 0.015% ；其余为Mg；
加工：对上述原料进行熔炼-浇注-挤压加工，得到镁-钬合金样品二。
实施例三
选取原材料：所述组分的质量百分比含量为：Ho 4.80%；Nd 2.46% ；Zn 0.55%；Zr 1.25%；Ni 0.02%；Cu 0.025% ；其余为Mg；
加工：对上述原料进行熔炼-浇注-挤压加工，得到镁-钬合金样品三。
实施例四
选取原材料：所述组分的质量百分比含量为：Ho 3.80%；Nd 1.96% ；Zn 0.35%；Zr 0.25%；Ni 0.015%；Cu 0.02% ；其余为Mg；
加工：对上述原料进行熔炼-浇注-挤压加工，得到镁-钬合金样品四。
实施例五
选取原材料：所述组分的质量百分比含量为：Ho 2.65%；Nd 2.25% ；Zn 0.35%；Zr 0.25%；Ni 0.015%；Cu 0.02% ；其余为Mg；
加工：对上述原料进行熔炼-浇注-挤压加工，得到镁-钬合金样品五。
本发明镁-钬合金具有以下优点：
1）、添加Ho元素：钬的原子半径比Gd要小，4f轨道电子多，化学活性高，纯金属经过适当的合金化后强度、硬度提高的现象称为固溶强化。固溶强化的效果决定于溶质原子的性质、浓度及溶剂原子的直径差。一般来说，溶质原子和溶剂原子之间的直径差越大，溶质的浓度越高，其强化效果越好。镁-钬铸态合金室温下的维氏硬度可达121，室温下的力学性能指标均达到350MPa以上，是其它稀土元素所不能比拟的，同时高温性能稳定 。但Ho添加到一定程度，合金在凝固过程中生成了大量的沉淀，这些沉淀在时效过程中向晶界附近富集，导致合金有高的硬度，但拉伸性能却没有提高。
2）、添加Nd元素： 可增加MgRE相的析出，从而增加合金的时效硬化效果。
本发明镁-钬合金，铸态合金室温下的维氏硬度可达121，室温下的力学性能指标均达到350MPa以上，是其它稀土元素所不能比拟的，同时高温性能稳定。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种镁-钬合金，其特征在于，其组分的质量百分比含量为：
Ho 1.56%~4.80% ；
Nd 1.61%~2.46% ；
Zn 0.01%~0.55%；
Zr 0.01%~1.25%；
Ni 0.01%~0.02% ；
Cu 0.015%~0.025% ；
其余为Mg和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的镁-钬合金，其特征在于，所述组分的质量百分比含量为：
Ho 4.58%；
Nd 1.85% ；
Zn 0.25%；
Zr 0.85%；
Ni 0.01%；
Cu 0.015% ；
其余为Mg和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的镁-钬合金，其特征在于，所述镁-钬合金室温下的维氏硬度达121以上，室温下的力学性能指标达到350MPa以上。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN2012105560759A CN103014467A (zh) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | 一种镁-钬合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN103014467A true CN103014467A (zh) | 2013-04-03 |
Family
ID=47963577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN2012105560759A Pending CN103014467A (zh) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | 一种镁-钬合金 |
Country Status (1)
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| CN1717500A (zh) * | 2003-10-10 | 2006-01-04 | 镁电子有限公司 | 可铸造镁合金 |
| WO2011117628A1 (en) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | Magnesium Elektron Limited | Magnesium alloys containing heavy rare earths |
| CN102628134A (zh) * | 2011-02-01 | 2012-08-08 | 亥姆霍兹中心盖斯特哈赫特材料及海岸研究中心有限公司 | 单相固溶铸造或锻造镁合金 |
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2012
- 2012-12-20 CN CN2012105560759A patent/CN103014467A/zh active Pending
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