CN105420576A

CN105420576A - 一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金及其制备方法

Info

Publication number: CN105420576A
Application number: CN201410475885.0A
Authority: CN
Inventors: 李娜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2016-03-23

Abstract

本发明提供一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金及其制备方法，Mg-Al-Si合金添加Eu元素质量分数为0.5%~1%。一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金的制备方法，采用配料—熔炼—成型的简单工艺，选用合适Eu元素含量能明显的提高了合金抗拉强度和屈服强度等力学性能，并且制作方法简单，细化组织明显，力学性能好，成本低。

Description

一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金及其制备方法

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金，特别是一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金的制备方法。

背景技术

镁合金具有较高的比强度、比刚度、尺寸稳定性、良好的减震性和易回收等优点，被誉为21世纪绿色工程金属结构材料，在汽车、航空航天等领域有着广阔的应用前景。Mg-Al-Si系为耐热镁合金，如AS41具有良好的伸长率、屈服强度和抗拉强度；170度时，AS41的蠕变强度高于AZ91和AM60，应用于汽车发动机的变速箱、电动机架等。Mg-Al-Si合金中主要的金属间化合物为Mg₁₇Al₁₂相和Mg₂Si相。Mg₁₇Al₁₂的热稳定性较低(熔点为437度)，在从室温加热到200度时，Mg₁₇Al₁₂相的硬度便减少50%~60%。而Mg₂Si具有高熔点(1085度)、与基体相近的低密度(1.9g/cm3)、高弹性模量等特点，是一种优异的高温强化相。然而,这种合金不适合砂型铸造，因为在较慢冷速的砂型铸造中,Mg2Si相易发生粗化，形成粗大的汉字状Mg2Si相，大大地降低材料力学性能。因此，许多研究者采用热挤压、快速凝固、机械合金化等技术细化含Si镁合金。尽管上述方法在细化组织、提高性能方面取得了效果,但也存在不足,使加工过程复杂化,导致成本增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金及其制备方法，制作方法简单，细化组织明显，力学性能好，成本低，以解决现有技术问题。

本发明采用的技术方案是：一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金，Mg-Al-Si合金添加Eu元素质量分数为0.5%~1%。

优选的，Mg-Al-Si合金添加Eu元素质量分数为0.75%。

一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：在电阻炉中按配料比依次加入中间合金，合金成分按质量百分数比例为：4%Al、2%Si、0.75%~1%Eu、余量Mg。

（2）在井式坩埚炉中采用工业专用保护剂保护进行熔炼。

（3）熔体精炼后于740度下保温20min。

（4）浇注到金属型中，铸造成型。

优选的，上述步骤（1）中Mg-Al-Si合金中Si是以自制的Al-50Si中间合金形式加入。

优选的，上述步骤（2）中采用工业专用保护剂为氯盐或氟盐。

本发明有益效果：与现有技术相比，有益效果如下：

(1)随着Eu含量的增加,合金的室温强度抗拉强度和屈服强度逐步提高。当Eu量为0.75%时，强度最高；超过0.75%后，主要由于Mg₂Si相发生粗化并大量向晶界偏聚,从而导致合金力学性能的下降。

(2)合金的强化机制为弥散强化和细晶强化。其中,细晶强化起主导作用。

具体实施方式

实施例：一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金，Mg-Al-Si合金添加Eu元素质量分数为0.5%~1%。

优选的，Mg-Al-Si合金添加Eu元素质量分数为0.75%。

一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金的制备方法，包括以下步骤：

（2）在井式坩埚炉中采用工业专用保护剂保护进行熔炼。

（3）熔体精炼后于740度下保温20min。

（4）浇注到金属型中，铸造成型。

采用上述一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金的制备方法，得出如表1所示的Eu含量对合金室温力学性能的影响。由表可见随着Eu含量的增加，合金的室温抗拉强度与屈服强度不断提高。当Eu含量为0.75%时，抗拉强度与屈服强度均达到最高，分别为227MPa和212MPa,与不含Eu的114MPa和86MPa相比，分别提高了99%和146%。但是，Eu含量进一步提高，合金的抗拉强度与屈服强度则迅速下降。在Eu含量为1.25%时，其强度值分别为111MPa和63MPa,与不含Eu的相比，分别下降了2.6%和26.7%。由表1还可以看出,合金的伸长率均发生下降。

表1Eu对Mg-4A-l2Si合金室温力学性能的影响

含量	0	0.25	0.5	0.75	1.0	1.25
							抗拉强度/MPa	114	210	220	227	160	111
屈服强度/MPa	86	172	188	212	145	63
							伸长率/%	4.0	3.2	3.0	2.8	2.2	1.7

Claims

1.一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金，其特征在于：Mg-Al-Si合金添加Eu元素质量分数为0.5%~1%。

2.如权力要求1所述的一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金，其特征在于：Mg-Al-Si合金添加Eu元素质量分数为0.75%。

3.如权力要求1所述的一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）配料：在电阻炉中按配料比依次加入中间合金，合金成分按质量百分数比例为：4%Al、2%Si、0.5%~1%Eu、余量Mg；

（2）在井式坩埚炉中采用工业专用保护剂保护进行熔炼；

（3）熔体精炼后于740度下保温20min；

（4）浇注到金属型中，铸造成型。

4.如权力要求2所述的一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）Mg-Al-Si合金中Si是以自制的Al-50Si中间合金形式加入。

5.如权力要求2所述的一种添加Eu元素的Mg-Al-Si合金的制备方法，其特征在于：所述（2）中采用工业专用保护剂为氯盐或氟盐。