CN104178713A - 一种用于Mg-Gd-Er-Zn-Zr合金中LPSO相的调控制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于Mg-Gd-Er-Zn-Zr合金中LPSO相的调控制备方法,属于热处理技术领域。将Mg-Gd-Er-Zn-Zr合金热处理炉中温300℃~350℃保温15~60min,70℃热水淬火;然后置于热处理炉高温480℃~520℃保温3~8h,70℃热水淬火;最后置于次高温400℃~460℃保温12~50h,70℃热水淬火。不仅可以达到调控合金中LPSO相的体积分数及一维尺寸,同时可以有效地消除铸造合金中的成分偏析。经过该调控工艺后,得到LPSO相的体积分数为3.2~45.67%,一维尺寸范围25~120微米,同时可以明显消除铸造合金中的成分偏析与粗大初生组织,明显提高合金力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于调控Mg-Gd-Er-Zn-Zr合金的LPSO相含量和一维尺寸的工艺,属于热处理技术领域。
背景技术
镁合金因其具有低密度,高比强、比刚度,高阻尼性能以及电磁屏蔽性能,被誉为“21世纪的绿色工程材料”,被视为在汽车轻量化领域取代钢铁材料的希望。然而,由于镁合金缺乏有效的强化相及对第二相体积控制的有效控制手段,造成力学性能无法达到主要承载结构材料的需求,应用受到了极大的限制。
日本学者Kawamura在2001年通过快速凝固/粉末冶金的方法,制备了含有LPSO相的Mg-Zn-Y合金,具有优异的综合力学性能(Y.Kawamura,K.Hayashi,A.Inoue.Mater.Trans.42(2001)1171-1174)。然而该制备方法由于制备过程复杂,成本高昂,而且无法大规模制备,应用受到限制。通过进一步研究发现,在特定RE稀土镁合金中,当Zn/RE原子比符合一定的范围时,会形成不同的LPSO相。然而,这种伴随这种LPSO相的往往是粗大的Mg-RE二元相,这种连续粗大的组织与基体界面结合十分不好,同时,由于在铸造合金无法避免的合金成分偏析,造成LPSO相分布不均匀,也无法完全发挥LPSO相对合金基体的强化作用。此外,大多数镁合金都需要经过热变形加工后使用,LPSO相的含量与一维尺寸及分布,对后续热变形加工中的动态再结晶机制有着重要的影响,直接关系到合金最终状态的性能。
因此,如何消除粗大连续的初生组织,同时控制LPSO相的体积分数以及一维尺寸,是提高此类合金的性能的关键所在。本发明中涉及一种新的热处理工艺,他不同于常规的热处理手段,而是采用一种多步热处理工艺,其效果明显优于目前的普通热处理工艺。与目前常规热处理工艺相比,该工艺可以充分消除铸造合金中的成分偏析,最大程度上消除铸造合金中粗大连续的第二相,同时,可以控制合金中LPSO相的形貌与体积分数,做到简单有效的调控合金中LPSO相的体积分数和一维尺寸,消除粗大初生组织,显著提高了Mg-Gd-Er-Zn(Zr)合金的力学性能,为改善镁及镁合金的性能提供了一种有效的热处理新技术。
发明内容
本发明提供了一种用于调控Mg-Gd-Er-Zn-Zr合金的LPSO相含量和一维尺寸的热处理工艺。
本发明的特征在于一种新的热处理工艺、方法。该发明适用于Mg-Gd-Er-Zn-Zr合金,其成分范围为:Gd:0~18wt%,Er:0~18wt%,Gd+Er:5~18wt%,优选同时含有Gd,Er的合金体系,0<Zn/(Gd+Er)原子比或摩尔比≤1,Zr含量为0~0.6wt%,余量为Mg;将满足上述条件的铸造合金进行切割,第一步将合金置于热处理炉中,中温300℃~350℃保温15~60min,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火;然后置于热处理炉高温480℃~520℃保温3~8h,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火;最后置于热处理炉次高温400℃~460℃保温12~50h,随炉冷却至350℃时,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火,得到含有LPSO相的合金样品。
采用本发明热处理工艺之后,消除了铸造合金中存在的成分偏析现象,使合金中粗大的初生相分解,稀土元素与锌元素均匀扩散在基体中,降低合金层错能,利于后续变形热加工时的动态再结晶的发生。特别是经过该热处理工艺之后,可得层片状LPSO,可以调控合金中LPSO相的体积分数(3.2~45.76%),同时可以对LPSO相的一维尺寸进行控制,得到一维尺寸≤50微米,50至100微米以及≥100微米的LPSO相。均匀分布的LPSO相有利于阻碍合金基面位错的滑移,显著提高合金强度和塑性。本发明对难以控制的Mg-Gd-Er-Zn(Zr)合金的LPSO相含量和一维尺寸提供了一个全新的,便捷有效,切实可行的热处理工艺和方法,可以有效的调控该体系合金中LPSO相的含量、一维尺寸。
本发明的特点和有益效果
1.消除了铸造Mg-Gd-Er-Zn(Zr)合金中的成分偏析,有效改善合金的组织和性能。
2.中温保温后,可以使LPSO相在合金基体中更加均匀的析出与生长,有利于对合金基体的强化。
3.合金在经过本发明所示方法热处理之后,可以调控LPSO相的一维尺寸,以及体积分数(范围可达3.2~45.67%),使其均匀分布在基体中,从而阻碍合金中基面位错的滑移,提高合金的性能。
附图说明
图1是本发明实施例1中的初生相和LPSO分布形貌。
图2是本发明实施例2中的初生相和LSPO分布形貌。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明书,但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
第一步将Mg-12Gd-2Er-1Zn-0.6Zr合金置于热处理炉中,300℃保温30min,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火;然后置于热处理炉中480℃保温3h,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火;最后置于次高温420℃保温12h,随炉冷却至350℃时,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火,得到合金中含有初生第二相的体积分数为5.61%,LPSO相体积分数为6.32%,一维尺寸约50微米(附图1)。
实施例2
第一步将Mg-12Gd-2Er-1Zn-0.6Zr合金置于热处理炉中,320℃保温60min,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火;然后置于热处理炉中520℃保温8h,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火;最后置于次高温460℃保温50h,随炉冷却至350℃时,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火,得到合金中含有初生第二相的体积分数为0.12%,LPSO相体积分数为45.67%,一维尺寸为约为120微米(附图2)。
实施例3
第一步将Mg-12Gd-2Er-1Zn-0.6Zr合金置于热处理炉中,300℃保温60min,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火;然后置于热处理炉中500℃保温8h,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火;最后置于次高温440℃保温24h,随炉冷却至350℃时,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火,得到合金中含有初生第二相的体积分数为0.8%,LPSO相体积分数为18.44%,相一维尺寸约为100微米。
实施例4
第一步将Mg-8Gd-6Er-1Zn-0.6Zr合金置于热处理炉中,300℃保温30min,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火;然后置于热处理炉中480℃保温5h,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火;最后置于次高温420℃保温18h,随炉冷却至350℃时,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火,得到合金中含有初生第二相的体积分数为2.74%,LPSO相体积分数为11.65%,一维尺寸约为75微米。
实施例5
第一步将Mg-8Gd-6Er-1Zn-0.6Zr合金置于热处理炉中,300℃保温30min,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火;然后置于热处理炉中500℃保温8h,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火;最后置于次高温460℃保温18h,随炉冷却至350℃时,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火,得到合金中含有初生第二相的体积分数为1.15%,LPSO相体积分数为16.53%,相一维尺寸约为100微米。
Claims (2)
1.一种用于Mg-Gd-Er-Zn-Zr合金中LPSO相的调控制备方法,其特征在于,
其合金成分范围为:Gd:0~18wt%,Er:0~18wt%,Gd+Er:5~18wt%,优选同时含有Gd,Er的合金体系,0<Zn/(Gd+Er)原子比或摩尔比≤1,Zr含量为0~0.6wt%,余量为Mg;将满足上述条件的铸造合金进行切割,第一步将合金置于热处理炉中,中温300℃~350℃保温15~60min,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火;然后置于热处理炉高温480℃~520℃保温3~8h,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火;最后置于热处理炉次高温400℃~460℃保温12~50h,随炉冷却至350℃时,取出后迅速置于70℃热水中进行淬火,得到含有LPSO相的合金样品。
2.按照权利要求1的方法制备得到的含有LPSO相Mg-Gd-Er-Zn-Zr合金。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106801206A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-06-06 | 宝钛集团有限公司 | 一种提高含LPSO结构相的Mg‑RE‑Zn系合金室温塑性的方法 |
CN107058839A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-08-18 | 太原理工大学 | 一种长周期有序堆垛结构相增强镁钆锌钙铝合金板的制备方法 |
CN109881065A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-14 | 凤阳爱尔思轻合金精密成型有限公司 | 适于低压铸造的高强韧耐热Mg-Gd-Er合金及其制备方法 |
CN109881067A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-14 | 上海交通大学 | 高强韧耐热压铸Mg-Gd-Er合金及其制备方法 |
CN110819863A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-02-21 | 北京工业大学 | 一种低稀土高导热镁合金及其制备方法 |
CN111057924A (zh) * | 2020-01-05 | 2020-04-24 | 北京工业大学 | 一种高塑性低稀土镁合金及其制备方法 |
CN114150241A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-03-08 | 北京工业大学 | 一种调控镁钆合金微观组织的热处理方法 |
CN115786828A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-03-14 | 上海交通大学 | 镁合金层片状lpso结构的层间距调控方法及诱导再结晶方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103556085A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-02-05 | 北京科技大学 | Zr-Al-Cu-Fe-Nb块体非晶合金及制备方法 |
CN103643064A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-03-19 | 昆明理工大学 | 一种制备lpso相增强的镁合金梯度材料的方法 |
-
2014
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103556085A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-02-05 | 北京科技大学 | Zr-Al-Cu-Fe-Nb块体非晶合金及制备方法 |
CN103643064A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-03-19 | 昆明理工大学 | 一种制备lpso相增强的镁合金梯度材料的方法 |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106801206A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-06-06 | 宝钛集团有限公司 | 一种提高含LPSO结构相的Mg‑RE‑Zn系合金室温塑性的方法 |
CN107058839A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-08-18 | 太原理工大学 | 一种长周期有序堆垛结构相增强镁钆锌钙铝合金板的制备方法 |
CN107058839B (zh) * | 2017-04-26 | 2018-05-29 | 太原理工大学 | 一种长周期有序堆垛结构相增强镁钆锌钙铝合金板的制备方法 |
CN109881065B (zh) * | 2019-03-29 | 2021-07-20 | 凤阳爱尔思轻合金精密成型有限公司 | 适于低压铸造的高强韧耐热Mg-Gd-Er合金及其制备方法 |
CN109881067A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-14 | 上海交通大学 | 高强韧耐热压铸Mg-Gd-Er合金及其制备方法 |
CN109881065A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-14 | 凤阳爱尔思轻合金精密成型有限公司 | 适于低压铸造的高强韧耐热Mg-Gd-Er合金及其制备方法 |
CN110819863A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-02-21 | 北京工业大学 | 一种低稀土高导热镁合金及其制备方法 |
CN110819863B (zh) * | 2019-12-02 | 2021-01-05 | 北京工业大学 | 一种低稀土高导热镁合金及其制备方法 |
CN111057924A (zh) * | 2020-01-05 | 2020-04-24 | 北京工业大学 | 一种高塑性低稀土镁合金及其制备方法 |
CN111057924B (zh) * | 2020-01-05 | 2021-07-02 | 北京工业大学 | 一种高塑性低稀土镁合金及其制备方法 |
CN114150241A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-03-08 | 北京工业大学 | 一种调控镁钆合金微观组织的热处理方法 |
CN114150241B (zh) * | 2021-12-02 | 2022-09-23 | 北京工业大学 | 一种调控镁钆合金微观组织的热处理方法 |
CN115786828A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-03-14 | 上海交通大学 | 镁合金层片状lpso结构的层间距调控方法及诱导再结晶方法 |
CN115786828B (zh) * | 2022-11-09 | 2023-11-28 | 上海交通大学 | 镁合金层片状lpso结构的层间距调控方法及诱导再结晶方法 |
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