CN103343307B - 一种真空压铸稀土镁合金的热处理方法 - Google Patents

一种真空压铸稀土镁合金的热处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103343307B
CN103343307B CN201310275433.3A CN201310275433A CN103343307B CN 103343307 B CN103343307 B CN 103343307B CN 201310275433 A CN201310275433 A CN 201310275433A CN 103343307 B CN103343307 B CN 103343307B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat treatment
thermal treatment
alloy
level
rare earth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310275433.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103343307A (zh
Inventor
李胜勇
曾小勤
李德江
丁文江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN201310275433.3A priority Critical patent/CN103343307B/zh
Publication of CN103343307A publication Critical patent/CN103343307A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103343307B publication Critical patent/CN103343307B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Extrusion Of Metal (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种真空压铸稀土镁合金的热处理方法，首先将真空压铸得到Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金放入到热处理炉中进行一级热处理，一级热处理温度为480℃--510℃，一级热处理时间为2h--3h；完成一级热处理之后，取出试样空冷，然后将试样放入热处理炉中进行二级热处理，二级热处理温度为180℃--220℃，二级热处理时间为75h--85h，完成二级热处理后，取出试样水冷。采用本发明得到的Mg-6Gd-3Y-0.5Zr热处理合金成分稳定，组织中均匀地分布着Mg24(Gd,Y)5稀土相，并且晶粒没有明显长大，合金的性能得到明显的改善，而且方法简单，安全可靠，操作方便。

Description

一种真空压铸稀土镁合金的热处理方法
技术领域
本发明涉及金属材料及冶金领域，尤其涉及一种优化真空压铸稀土镁合金力学性能的热处理方法。
背景技术
镁合金是最轻的金属结构材料，其密度为1.75～1.90Kg/cm3；其比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料，其机加工性能优良，易加工且加工成本低，加工能量仅为铝合金的70%；其耐腐蚀性比低碳钢好得多，已超过压铸铝合金A380；其减振性、电磁屏蔽性远优于铝合金。但是稀土镁合金通过压铸后的性能不是很好，需要通过热处理的方法对其综合力学性能进行优化。
Mg-Gd-Y系铸造镁合金的热处理一般包括固溶处理和时效处理两个工序。其中，固溶处理有利于消除合金组织中的偏析问题，使非平衡相溶解于基体中，从而消除铸件内存在的区域偏析、晶内偏析，使得合金的成分均匀化，进而提高合金的性能。固溶处理中，主要是控制好固溶温度和保温时间两个参数，温度过高、保温时间过长会使得金相组织长大、粗化，对组织均匀化不利，从而影响材料的性能，固溶温度过高还可能引起“过烧”；时效处理是使经固溶处理后的镁合金在较低的温度下经过一段时间后，从过饱和的固溶体中重新析出第二相，从而使强度提高的方法。
因为Mg-6Gd-3Y合金主要是由α-Mg相和Mg24(Gd,Y)5相组成，经过固溶处理后，Mg24(Gd,Y)5相基本固溶到基体中，所以通过固溶得到的组织是一种不稳定的组织。因此，通过固溶处理之后再对合金进行时效处理，可以将组织中过饱和的Gd和Y从α-Mg中析出，重新得到Mg24(Gd,Y)5相，但此时Mg24(Gd,Y)5相的形貌、尺寸及分布与铸态相比都有明显区别。对重力铸造的稀土镁合金进行的固溶温度一般为510℃～530℃，保温6～24h；时效温度为220～250℃，保温16～60h，但由于真空压铸的晶粒细小，气孔减少，可以进行较高温度的热处理。重力铸造的热处理工艺均会使得真空压铸Mg-6Gd-3Y合金晶粒过度长大，在时效阶段不能使Mg24(Gd,Y)5相均匀析出。本发明所研究的热处理方法，针对压铸稀土镁合金的特点，使得铸态合金在经过热处理后，综合力学性能都有明显的提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种稀土镁合金热处理的方法，采用本发明得到的Mg-6Gd-3Y-0.5Zr热处理合金成分稳定，组织中均匀地分布着Mg24(Gd,Y)5稀土相，并且晶粒没有明显长大，合金的性能得到明显改善。
本发明提供一种稀土镁合金的热处理方法，技术方案包括如下步骤：
（1）真空压铸得到Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金；
（2）将所得Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金放入到热处理炉中进行一级热处理，一级热处理温度为480℃～510℃，一级热处理时间为2h～6h；
（3）完成一级热处理之后，取出试样空冷；
（4）将试样放入热处理炉中进行二级热处理，二级热处理温度为180℃～220℃，二级热处理时间为75h～85h；
（5）完成二级热处理后，取出试样水冷。
优选地，步骤（2）中，所述一级热处理温度为490℃～510℃，一级热处理时间为2h～4h。
更优选地，步骤（2）中，所述一级热处理温度为500℃～510℃，一级热处理时间为2h～3h。
最优选地，步骤（2）中，所述一级热处理温度为500℃，一级热处理时间为2h。
优选地，步骤（4）中，所述二级热处理温度为180℃～210℃，二级热处理时间为75h～85h。
更优选地，步骤（4）中，所述二级热处理温度为190℃～200℃，二级热处理时间为80h～85h。
最优选地，步骤（4）中，所述二级热处理温度为200℃，二级热处理时间为80h。
经过发明人一系列的试验，本发明最终确定了Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金热处理工艺的具体参数，优化了一、二级热处理的温度和时间。采用本发明工艺对Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金进行热处理，合金成分稳定，组织中均匀地分布着Mg24(Gd,Y)5稀土相，并且晶粒没有明显长大，合金的性能得到明显的改善，而且方法简单，安全可靠，操作方便。
附图说明
图1为本发明提出的热处理方法中温度-时间示意图。
图2为本发明实施例6制备的试样与原始态的试样拉伸曲线对比。
图3为本发明实施例6制备的Mg-6Gd-3Y-0.5Zr金相组织。
图4为本发明实施例6制备的试样的断口SEM图片。
具体实施方式
实施实例1：本实施例为对比实施例，首先将真空压铸得到的Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金放入到热处理炉中进行一级热处理，一级热处理温度为530℃，一级热处理时间为2h，完成一级热处理之后，取出试样空冷；然后将试样在此放入热处理炉中进行二级热处理，二级热处理温度为225℃，二级热处理时间为90h，完成二级热处理后，取出试样水冷。所得合金，屈服强度为168.4MPa，抗拉强度为254.3MPa，延伸率为4.15%。
实施实例2：首先将真空压铸得到的Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金放入到热处理炉中进行一级热处理，一级热处理温度为480℃，一级热处理时间为6h，完成一级热处理之后，取出试样空冷；然后将试样在此放入热处理炉中进行二级热处理，二级热处理温度为180℃，二级热处理时间为85h，完成二级热处理后，取出试样水冷。所得合金，屈服强度为172.3MPa，抗拉强度为260.4MPa，延伸率为5.3%。
实施实例3：首先将真空压铸得到的Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金放入到热处理炉中进行一级热处理，一级热处理温度为510℃，一级热处理时间为2h，完成一级热处理之后，取出试样空冷；然后将试样在此放入热处理炉中进行二级热处理，二级热处理温度为220℃，二级热处理时间为75h，完成二级热处理后，取出试样水冷。所得合金，屈服强度为175.2MPa，抗拉强度为255.6MPa，延伸率为4.1%。
实施实例4：首先将真空压铸得到的Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金放入到热处理炉中进行一级热处理，一级热处理温度为490℃，一级热处理时间为4h，完成一级热处理之后，取出试样空冷；然后将试样在此放入热处理炉中进行二级热处理，二级热处理温度为210℃，二级热处理时间为80h，完成二级热处理后，取出试样水冷。所得合金，屈服强度为181.4MPa，抗拉强度为276.5MPa，延伸率为7.5%。
实施实例5：首先将真空压铸得到的Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金放入到热处理炉中进行一级热处理，一级热处理温度为510℃，一级热处理时间为2h，完成一级热处理之后，取出试样空冷；然后将试样在此放入热处理炉中进行二级热处理，二级热处理温度为190℃，二级热处理时间为85h，完成二级热处理后，取出试样水冷。所得合金，屈服强度为185.9MPa，抗拉强度为299.8MPa，延伸率为9.8%。
实施实例6：首先将真空压铸得到的Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金放入到热处理炉中进行一级热处理，一级热处理温度为500℃，一级热处理时间为2h，完成一级热处理之后，取出试样空冷；然后将试样在此放入热处理炉中进行二级热处理，二级热处理温度为200℃，二级热处理时间为80h，完成二级热处理后，取出试样水冷。所得合金，屈服强度为198.55MPa，抗拉强度为323.90MPa，延伸率为11.36%。
在实施例1条件下得到的合金试样晶粒明显长大，且硬度下降。在实施实例6条件下获得的Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金（图3）同实施实例1条件下获得的Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金相比，实施实例1条件下获得的合金的金相图中所析出的Mg24(Gd,Y)5稀土相尺寸较大，分布于晶界处，且晶粒有明显的长大。由图3可以看出，合金晶粒没有明显的长大，且晶粒尺寸均匀，稀土相均匀的分布于晶界处，这些稀土相是高熔点相，在合金变形过程中，有效地阻碍位错移动，起到钉扎位错的作用，从而有效提高合金的强度，同时，晶粒明显的长大，且尺寸大小均匀，合金的塑性也没有明显的降低，从而得到良好的综合力学性能。
综上所述，采用本发明得到的Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金经热处理后合金的成分稳定，合金中均匀地分布着稀土相，有利于提高合金的强度，合金的晶粒没有明显长大，且晶粒大小均匀，热处理之后，屈服强度达到198.55MPa，抗拉强度达到323.90MPa，延伸率达到11.36%，与原始态相比，分别提高了23.32%，50.65%和42%。优化了合金的力学性能，而且方法简单、安全可靠、操作方便。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种真空压铸稀土镁合金的热处理方法，包括如下步骤：
(1)真空压铸得到Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金；
(2)将所得Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金放入到热处理炉中进行一级热处理，一级热处理温度为490℃～510℃，一级热处理时间为2h～3h；
(3)完成一级热处理之后，取出试样空冷；
(4)将试样放入热处理炉中进行二级热处理，二级热处理温度为180℃～210℃，二级热处理时间为75h～85h；
(5)完成二级热处理后，取出试样水冷。
2.如权利要求1所述的真空压铸稀土镁合金的热处理方法，其中步骤(2)中，所述一级热处理温度为500℃～510℃，一级热处理时间为2h～2.5h。
3.如权利要求2所述的真空压铸稀土镁合金的热处理方法，其中步骤(2)中，所述一级热处理温度为505℃，一级热处理时间为2.5h。
4.如权利要求1所述的真空压铸稀土镁合金的热处理方法，其中步骤(4)中，所述二级热处理温度为190℃～200℃，二级热处理时间为80h～85h。
5.如权利要求4所述的真空压铸稀土镁合金的热处理方法，其中步骤(4)中，所述二级热处理温度为195℃，二级热处理时间为80h。
CN201310275433.3A 2013-07-02 2013-07-02 一种真空压铸稀土镁合金的热处理方法 Active CN103343307B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310275433.3A CN103343307B (zh) 2013-07-02 2013-07-02 一种真空压铸稀土镁合金的热处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310275433.3A CN103343307B (zh) 2013-07-02 2013-07-02 一种真空压铸稀土镁合金的热处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103343307A CN103343307A (zh) 2013-10-09
CN103343307B true CN103343307B (zh) 2015-06-17

Family

ID=49278132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310275433.3A Active CN103343307B (zh) 2013-07-02 2013-07-02 一种真空压铸稀土镁合金的热处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103343307B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106811707A (zh) * 2017-04-12 2017-06-09 沈阳工业大学 提高压铸镁合金强韧性的热处理方法
CN108642416A (zh) * 2018-05-25 2018-10-12 湖南工学院 一种低各向异性变形Mg-6Zn-0.45Zr合金制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0456753A (ja) * 1990-06-27 1992-02-24 Toyota Motor Corp マグネシウム合金鋳物の焼入れ方法
CN101748299A (zh) * 2008-12-02 2010-06-23 上海航天精密机械研究所 铸造镁合金的制造方法
CN101914737A (zh) * 2010-07-07 2010-12-15 中南大学 大规格高强镁合金挤压材的热处理工艺
CN102660718A (zh) * 2012-05-17 2012-09-12 南昌大学 一种稀土镁合金热处理的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0456753A (ja) * 1990-06-27 1992-02-24 Toyota Motor Corp マグネシウム合金鋳物の焼入れ方法
CN101748299A (zh) * 2008-12-02 2010-06-23 上海航天精密机械研究所 铸造镁合金的制造方法
CN101914737A (zh) * 2010-07-07 2010-12-15 中南大学 大规格高强镁合金挤压材的热处理工艺
CN102660718A (zh) * 2012-05-17 2012-09-12 南昌大学 一种稀土镁合金热处理的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103343307A (zh) 2013-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102796976B (zh) 一种改善含Zr的7xxx系铝合金组织与性能的阶段均匀化热处理方法
CN103556020B (zh) 具有优良力学性能的高锰含量锰铜基高阻尼合金
CN108977710B (zh) 一种挤压铸造镁合金材料及其制备方法
CN103667825A (zh) 一种超高强高韧耐蚀铝合金及其制造方法
CN101463442A (zh) 含Ag和重稀土的铸造镁合金及其制备方法
CN105039817B (zh) 一种多元耐热镁合金的制备方法及多元耐热镁合金
CN103146973B (zh) 一种耐高温稀土镁合金
CN109628809B (zh) 一种Mg-Al系多元镁合金及其亚快速凝固制备方法
CN105568082A (zh) 一种Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理方法
CN107653397B (zh) 一种具有优良高温变形能力的β-γ高Nb-TiAl合金
CN110714174A (zh) 一种铝合金铸锭的均匀化处理工艺
CN109112450A (zh) 一种耐热铸造镁合金材料热处理方法
CN104451484A (zh) 镁合金板材的形变热处理强化工艺
CN103343307B (zh) 一种真空压铸稀土镁合金的热处理方法
CN107723548A (zh) 一种高强度Mg‑Y‑Ni‑Zr合金及其制备方法
CN103436828A (zh) 一种大尺寸镁合金铸锭的均匀化热处理工艺
CN104233029B (zh) 一种高强度可降解镁合金及制备方法
CN114231810A (zh) 用于促进镁合金扩散均匀和消除铸造缺陷的热等静压工艺
CN103074531B (zh) 一种耐热稀土镁合金及其制备方法
CN106350756B (zh) 一种稀土镁合金铸件的均匀化热处理方法
CN104099507A (zh) 高强度、高韧性稀土镁合金
CN103774019A (zh) 一种高温强度稳定的耐热镁合金
CN105734466B (zh) 一种改进7xxx系变形铝合金组织与性能的固溶热处理方法
CN114807707B (zh) 一种高强度变形镁合金及其制备方法
CN106282675B (zh) 一种低成本短流程高强稀土镁合金板材的制备技术

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant