CN105934529A - 高性能抗蠕变镁合金 - Google Patents

Abstract

本发明提供了由至少94.8％镁、2.5‑4.6％钕、0.05‑0.40％钇和0.03‑0.65％锆和附带杂质组成的镁基合金。任选地，所述合金还包含高达0.02wt％钙。所述合金适用于高压压铸(HPDC)以及沙模铸造、熔模铸造、金属型铸造、双辊铸造或直冷铸造。本文公开的合金在室温下以及高温下具有良好的可浇铸性、高强度、高抗腐蚀性和高抗蠕变性。

Description

高性能抗蠕变镁合金

发明领域

本发明涉及抗蠕变镁基合金，其应用在高温下具有良好的可浇铸性，特别适用于高压压铸，但有益的是其也用于包括沙模铸造(sand casting)、熔模铸造(investment casting)、金属型铸造(permanent mold casting)和直冷铸造(directchill casting)或双辊铸轧(twin-roll casting)的工艺中。

背景技术

镁工业正经历迅速增长，部分是由于运输工业的需求以改善燃料经济性和排放。此外，在镁合金的消费者应用，例如电动手持工具、草坪和花园设备、电子和光学设备等中已取得重量减轻方面的重大进步。为了显著扩展上述应用，需要新的先进的合金。

由于高压压铸(HPDC)的生产能力和其对于大规模生产的适用性，高压压铸是主要的铸造形式。目前，最常用且最新的用于HPDC工艺的镁合金是含Al的合金。不过，这些合金不能在高于150-170℃的温度、60-100MPa高压下使用。US 6,193,817描述了镁基合金，其含有0.1-2.0重量％Zn、2.1-5.0重量％RE元素(基于Ce的稀土金属混合物)、最高达0.4重量％的选自下组的至少两种元素的组合：Zr、Hf和Ti，以及任选地最高达0.5重量％的Mn和最高达0.5重量％的Ca。合金的高压压铸得到了低的强度(TYS＝120MPa,UTS＝165MPa)和伸长率(E＝2％)。

EP 1866452公开了镁基合金，其含有1.5-4.0％RE元素、0.3-0.8％Zn、0.02-0.1％Al、4-25ppm Be和任选最高达0.2％Zr、0.3％Mn、0.5％Y和0.1％Ca。在压铸条件下，该合金显示低的抗张强度(TYS＝130MPa,UTS＝160MPa)和伸长率(E＝1-3％)。

WO 2009/086585涉及镁基合金，其含有2-5％RE元素(主要是La和Ce，其中La含量高于Ce含量)和0.2-0.8％Zn。此外，所述合金含有任选的Y、Gd、Zr、Mn、Ca和Be。这些合金也设计用于高压压铸，但其显示非常低的伸长率、TYS和UTS值。

SU 1,360,223公开了Mg基合金，其含有0.1-2.5％Zn、0.3-1.0％Zr、0.8-4.5％Nd、0.5-5.0％Y、0.8-4.5％Gd和0.01-0.05％Mn。这些合金用于沙模铸造法且在完整T6处理后显示最佳的性质。

US 4,116,731描述了经热处理和老化的镁基合金，其含有0.8-6.0重量％Y、0.5-4.0重量％Nd、0.1-2.2重量％Zn、0.3-1.1重量％Zr、最高达0.05重量％Cu和最高达0.2重量％Mn。由于上述专利要求了相对宽的浓度范围，所述合金具有非常多变的性质，此外，该合金仅设计用于沙模铸造工艺。

EP 1329530公开了镁基浇铸合金，其含有0.2-0.8重量％Zn、0.2-0.8重量％Zr、2.7-3.3重量％Nd、0.0-2.6重量％Y和0.03-0.25重量％Ca。该合金在重力浇铸之后并在完整的T6热处理之后以及挤出和锻造之后具有高强度和高抗蠕变性。但是并不涉及HPDC。

CN 1752251描述了镁合金，其含有0.35-0.8重量％Zr、2.5-3.6重量％Nd、0.0-0.4重量％Zn、0.0-0.5重量％Ca和0.0-0.02重量％杂质。通过两步法制备该合金，所述两步法包括制备中间母合金Mg-Nd、Mg-Ca和Mg-Zr的步骤，以及用Nd、Ca和Zr将所述母合金合金化的步骤。该技术的复杂性显著增加了最终合金产品的成本。

EP 1641954公开了抗蠕变合金，其含有2.0-4.5％Nd、0.2-1.0％Zr、0.2％-7.0％HRE(原子数为62-71的重稀土元素)、任选的最高达0.4％的其它RE元素、最高达0.5％Y、最高达1.3％Zn、最高达0.5％Mn和最高达0.4％Hf或Ti。该合金主要设计用于沙模铸造，此外，由于使用了重稀土元素，例如1.0-1.6％含量的Gd，该合金是昂贵的。

US 2009/0081313涉及生物可降解的镁合金，其含有1.5-5.0％Nd、0.1-4.0％Y、0.1-2.0％Ca和0.1-1.0％Zr。这些合金设计成用于通过挤出制备医学植入物。高Ca含量使得在HPDC加工中增加了孔隙率、脆性和热开裂。

WO 2010/038016涉及镁合金，其含有2.0-4.0％Y、0.5-4.0％Nd、0.05-1.0％Zr、0.0-5.5％Gd、0.0-5.5％Dy、0-5.5％Er、0.0-0.2％Yb和0.0-0.04％Sm。此外，Gd、Dy和Er的总含量为0.3-12重量％。该合金专用于沙模铸造，其也可以用作锻造的合金。该合金不适用于HPDC工艺。此外，高含量的重稀土元素导致了这些合金的高成本。

WO 2011/117628描述了镁合金，其含有0.0-10.0％Y、0.0-5.0％Nd、0.00-1.2％Zr、0.0-0.3％Gd和0.0-0.2％Sm，其中Ho、Lu、Tm和Tb的总含量为0.5-5.5％。该合金专用于制备医用植入物。由于Y、Nd和重稀土元素Ho、Lu和Tm的非常宽的浓度范围，该合金具有非常多变的性质。所述合金不适用于HPDC加工，并且成本高昂。

因此，本发明的一个目的是提供适用于高压压铸(HPDC)应用的镁合金。

本发明的另一个目的是提供镁基合金，使其在HPDC应用时无裂纹浇铸。

本发明的另一目的是提供具有优异的强度和延展性组合，以及能在200℃温度下长时间操作的镁基合金。

本发明的另一目的是提供还适用于沙模铸造、熔模铸造和金属型铸造的合金，其具有优异的可浇铸性、抗蠕变性和耐腐蚀性的组合。

本发明的另一目的是提供还适用于具有后续塑性成形操作，例如轧制、锻造和挤出的直冷铸造和双辊铸扎的合金。

本发明的另一目的是提供具有前述性能和性质并具有可负担的成本的合金。

如下所述将认识到本发明的其他目的和优势。

发明内容

本发明提供用于高压压铸(HPDC)工艺的轻质合金，其由至少94.8重量％镁、2.5-4.6重量％钕、0.05-0.40重量％钇、0.03-0.65重量％锆和附带杂质组成。在一个实施方式中，根据本发明的合金还含有最高达0.02重量％的钙。根据本发明的合金基本不包含原子数为61-70的重稀土(HRE)元素。根据本发明的合金基本不包含铈、镧和镨。根据本发明的合金基本不包含锌。在一个实施方式中，根据本发明的合金含有高于4.3重量％的量的Nd和Y。所述附带杂质通常包括含量最高达0.02重量％的Si、Fe、Cu和Ni。根据本发明的轻质合金适用于在最高达200℃的高温下持久的操作。所述根据本发明用于HPDC和其它应用的合金具有优异的可浇铸性、高强度、高抗蠕变性、高耐腐蚀性，且由该合金制备的制品在高温下显示优异的性能。根据本发明的合金可用于高压压铸(HPDC)，但其也可用于选自下组的工艺：沙模铸造、熔模铸造和金属型铸造。根据本发明的合金也可用于包括具有后续轧制的双辊铸轧或具有后续锻造、挤出或轧制的直冷铸造的工艺。

在本发明优选的实施方式中，优选将所述轻质合金用于HPDC。在一个实施方式中，适用于HPDC的合金含有2.8-4.3重量％Nd、0.06-0.25重量％Y、0.05-0.4重量％Zr和0.0-0.02重量％Ca。在本发明优选的实施方式中，用于HPDC的合金具有在200℃下至少为153MPa的拉伸屈服强度(TYS)、在200℃下至少152MPa的压缩屈服强度(CYS)、在200℃100MPa应力下最小蠕变率不超过1.5x10^-10/s，以及腐蚀率不超过2.65mpy。当以表征抗氧化性、流动性和模具粘着的相对单位测量时，根据本发明的合金优选具有至少96％的可浇铸性。

本发明涉及合金浇铸的制品，所述合金含有2.8-4.3重量％Nd、0.06-0.25重量％Y、0.05-0.4重量％Zr和0.0-0.02重量％Ca，所述制品在T5处理后具有优异的强度和延展性组合，所述T5处理包括在150-250℃下直接老化1-10小时。在一个实施方式中，所述制品在T5处理后具有优异的强度和延展性组合，所述T5处理包括在175-225℃下直接老化1-6小时。

根据本发明的合金还适用于沙模铸造、熔模铸造和金属型铸造以及它们的低压改良；在一个实施方式中，所述合金含有2.7-3.4重量％Nd、0.15-0.40重量％Y、0.3-0.6重量％Zr和0.0-0.02重量％Ca。本发明涉及所述合金浇铸的制品，所述制品在完整T6热处理后具有优异的性能性质组合，所述T6热处理包括固熔体在520-560℃热处理1-16小时，随后在淬冷介质中冷却并随后在200-270℃下老化1-16小时。在一个实施方式中，所述制品在完整T6热处理后具有优异的性能性质组合，所述T6热处理包括固熔体在535-545℃热处理3-5小时，随后在淬冷介质中冷却并随后在225-250℃下老化3-6小时。

根据本发明的合金可优选地用于锻造、挤出和轧制；在一个实施方式中，所述合金含有2.8-3.8重量％Nd、0.20-0.40重量％Y、0.35-0.60重量％Zr和0.0-0.02wt重量％Ca。本发明涉及以所述合金浇铸的制品，所述制品在T5热处理后具有优异的性能性质组合，所述T5热处理包括在200-250℃老化1-16小时。

本发明提供设计用于在高达200-250℃的温度下使用的抗蠕变的镁基合金，所述合金具有良好的可浇铸性和对于热撕裂的低敏感性，所述合金是强的且是耐腐蚀的，并且具有优异的延展性。

本发明提供一种用于制备在最高达200℃的高温下长时间操作的轻质合金的方法，所述方法包括以下步骤：i)将镁与钕和锆在765-785℃在强烈搅拌下合金化；ii)将熔融物沉淀20-40分钟以使铁沉淀；iii)加入钇，同时避免剧烈搅拌以防止Y-Fe金属间化合物形成；iv)任选地，在沉淀前加入钙；v)沉淀所述熔融的合金30-60分钟；并且v)浇铸成所需的形式；其中所述步骤在CO₂+0.5％HFC134a的保护性气氛下进行直到固化；合金中镁的含量至少为94.8重量％，钕的含量为2.5-4.6重量％，钇的含量为0.05-0.40重量％，锆的含量为0.03-0.65重量％，钙的含量为0.00-0.02重量％。这样制备的轻质合金特别适用于高压压铸，但也可优选地用于沙模铸造、熔模铸造和金属型铸造。

根据本发明的合金含有高于94重量％镁、2.5-4.6重量％钕、0.05-0.40重量％钇、0.03-0.65重量％锆、任选的最高达0.02重量％钙和附带的杂质。所述合金通常含有最高达0.007重量％铁、最高达0.001重量％镍、最高达0.003重量％铜、最高达0.015重量％硅，以及最终其它附带杂质。本发明的合金具有高拉伸和压缩屈服强度与高延展性的优异组合。新型合金的巨大优势在于它们高的蠕变断裂应力、蠕变强度和低的最小蠕变率以及在GM 9540循环腐蚀测试中测得的低的腐蚀率。因此，本发明的合金结合了优异的性能性质、良好的可浇铸性和相对适中的成本。根据本发明的制品优选经过T5或T6的热处理，这取决于前述浇铸方法和塑性成形操作。

附图说明

本发明的上述和其它特征与益处会更容易地通过以下实施例并参考附图显示，其中：

图1是表1，显示了根据本发明用于HPDC的合金(实施例1-7)和比较合金(比较例1-7)的化学组成；

图2是表2，显示了表1的合金的压铸评估结果；

图3是表3，显示了表1的合金的机械性能和腐蚀性能；

图4是表4，显示了表1的合金的蠕变性能；

图5是表5，显示了根据本发明用于沙模铸造的合金(实施例8-14)和比较合金(比较例8-14)的化学组成。

图6是表6，显示了表5的合金的机械性能和腐蚀性能；

图7是表7，显示了锻造后根据本发明的合金(实施例15-18)和比较合金(比较例15-18)的化学组成。

图8是表8，显示了表7的合金的机械性能；以及

图9是显示用于腐蚀评估的GM 9540循环测试过程的示意图。

发明详述

发现在包含钕、锆、钇和任选的钙的镁基合金中特定的元素组合使得所述合金具有优异的性质，特别是对于高压压铸。这些性质包括高拉伸和压缩性质与高延展性、突出的抗腐蚀性和蠕变性能的优异组合，使得应用温度能最高达250℃。上述性质的组合可在高压压铸、沙模铸造和直冷铸造或双辊铸造中实现，随后进行例如锻造、挤出和轧制的塑性成形加工。

本发明的镁基合金含有2.5-4.6重量％钕。本发明人发现，如果Nd含量少于2.5重量％，所述合金在环境温度和升高的温度下的强度不足，在250-300℃温度下它们的抗蠕变性不足；Nd含量高于4.6重量％时将由于过量的金属间化合物(它们是裂纹发生和蔓延的来源)而导致低的延展性。根据本发明的合金含有0.05-0.40重量％钇。发现，钇的含量低于0.05重量％使得所述合金易于出现氧化并导致增加的在700-780℃的熔融金属处理过程中对于燃烧的敏感性。另一方面，钇含量增加至高于0.40重量％导致较低的延展性，显著降低的可浇铸性，同时增加了所述合金的成本。在高压压铸的情况中，锆主要用于去除铁。在重力铸造(沙模铸造、熔模铸造和金属型铸造)的情况中，其也用作晶粒精制剂(grain refiner)。已发现，0.03重量％的Zr足够保证合金中低的铁含量，同时需要至少0.3重量％的锆用于晶粒精制。由于锆在Mg-Nd-Y合金中的溶解度受限，锆含量的上限为约0.65重量％。

本发明的合金基本不含有锌；由于形成Zn-Y-Nd-Zr粗制金属间化合物，锌会降低抗蠕变性和腐蚀性能。此外，本发明的合金不含在固体镁中具有低溶解度的稀土元素，例如Ce和La。由于粗制金属间化合物形成，那些元素的存在导致机械性质的降低，特别是延展性降低。本发明的合金中最高达0.02％的掺和剂钙可改善抗氧化性。Ca含量限制为0.02％，因为较高的Ca含量导致微孔隙率和合金的脆性增加。

本发明的合金也可不含原子数高于60的重稀土元素，它们会增加所述合金的价格而不会显著改善合金的性能。

令人惊讶的是，本发明的简单合金适用于HPDC和其它应用，同时具有优异的浇铸性能、高强度、高抗蠕变性、高抗腐蚀性，由所述合金制备的制品在高温下显示优异的性能。

根据本发明的镁合金与比较合金一起检测。结果显示，新型合金与比较合金相比具有更好的抗氧化性和流动性，以及具有更低的对于模具粘着的敏感性。在由根据本发明的合金制备的铸锭表面上都没有观察到的燃烧或氧化。相反，比较合金的制备有时伴随着显著的氧化以及不希望的合金元素损失。当评估抗氧化性、流动性和合金浇铸时的模具粘着时，根据本发明的合金在相对可浇铸级别上达到96-100％(参见下述实施例)，相比之下，组成或多或少与本发明的组成不同的比较合金达到73％和83％。

随后将新型合金和比较合金的部分铸锭重新熔融并高压压铸以制备用于测试和检测的不同试样。将其它铸锭重新熔融、晶粒精制并沙模铸造成用于测试的不同试样。随后测定拉伸屈服强度(TYS)、最终拉伸强度(UTS)、伸长百分数(％E)、压缩强度(CYS)和不同蠕变性能，例如蠕变强度、蠕变破裂强度、和最小蠕变率。通过GM 9540循环测试评估腐蚀性能。根据本发明的合金在蠕变破裂强度、蠕变强度和抗腐蚀性上超过比较合金。与比较合金相比，所述合金还具有较好的强度和延展性的组合，所述延展性由伸长率值表征。

根据本发明的合金非常适用于HPDC；发现其在150-250℃下持续1-10小时，优选在175-225℃下持续1-6小时的直接T5老化后具有优异的性质。对于锻造的合金，发现根据本发明的合金在200-250℃下直接老化1-16小时后获得非常好的性质。发现根据本发明的合金在沙模铸造时在完整T6热处理后还提供了优异的机械性能；特别是，在以下条件下得到良好的结果：当热处理包括固熔体在520-560℃下热处理1-16小时，随后在淬冷介质中冷却并随后在200-270℃下老化1-16小时，优选地在固熔体在535-545℃下热处理3-5小时，随后在淬冷介质中冷却并随后在225-250℃下老化3-6小时后。

本发明将在以下实施例中进一步描述并说明。

实施例

本发明的合金在由低碳钢制得的150 1坩锅中制备。CO₂+0.5％HFC134a的混合物用作保护性气氛。使用的原材料如下：

镁(Mg)－纯镁，级别9980A，含有至少99.8％镁。

钕(Nd)－市售纯Nd(少于0.5％杂质)。

锆(Zr)－Zr95片剂，含有至少95％Zr。

钇(Y)－市售纯Y(少于1％杂质)。

钙(Ca)－纯Ca(少于0.1％杂质)。

与使用中间Mg-Nd、Mg-Ca和Mg-Zr母合金的CN1752251中所述的合金过程不同，本发明的合金用纯Nd和纯Ca制备，这显著简化了工艺，减少了工艺的持续时间并显著降低了所述合金的成本。通常在770-780℃下在剧烈搅拌熔融物时加入钕和锆。加入锆后，将所述熔融物保持20-40分钟以使铁沉淀。铁沉淀后加入钇，且不需要剧烈搅拌，以防止形成Y-Fe金属间化合物，这导致过量的钇损失。在合金过程中提供严格的温度控制以保证熔融温度不会上升至超过785℃，从而防止来自坩锅壁的铁的过度污染，并保证该温度不会降低至低于765℃，从而防止锆的过度损失。在沉淀之前加入钙。得到所需组成之后，将所述合金保持30-60分钟以均质化，以及铁和非金属夹杂物的沉淀，随后将其浇铸成15kg的铸锭。在模具中的固化过程中通过CO₂+0.5％HFC134a混合物对熔融金属气体保护来进行浇铸。用带有345吨锁模力的IDRA OL-320冷却室压铸机得到压铸试样。

根据观察到的流动性、抗氧化性和模具粘着或焊接评估可浇铸性。浇铸温度为710℃。在相对级别上，以0-10点来评价每种性质(流动性、抗氧化性、模具粘着)，点数越高越好(参见表2)。合金点数的总和除以30并乘以100，得到“可浇铸性系数”，0-100％的相对评估值，其表征用于压铸的合金的整体适用性。根据本发明的合金具有96-100％的可浇铸性系数，而比较实施例，即使仅略微与本发明的新型合金不同，其可浇铸性因数为73-83％。

在大气温度和升高的温度下用Instron 4483机进行拉伸和压缩测试。测定拉伸屈服强度(TYS)、最终拉伸强度(UTS)、伸长百分数(％E)和压缩屈服强度(CYS)。SATEC Model M-3机用于蠕变测试。蠕变测试在200℃和250℃下进行200小时或直到在变化的应力下破裂。通过测量破裂强度和蠕变强度估计抗蠕变性。通常将蠕变强度定义为应力，其需要在具体时间和温度下产生一定量的蠕变。将蠕变强度称为应力是惯例，其在给定的温度下100小时产生0.2％蠕变应变。设计工程师使用该参数来评估对于在持续的时间段内材料对于有限的蠕变应变的承载载荷能力。蠕变破裂应力是导致试样在选定的测试温度下持续一定时间，通常为100小时而破裂的应力。此外，在稳定状态(MCR)下的最小蠕变率用于评估蠕变性能。

通过GM9540循环测试40天来评估腐蚀性能(图9)。该测试方法包括三个主要阶段，组合了湿-干转变和轻电解质溶液的短效喷洒。在该测试中，在所述循环过程中施加逐渐增加的温度。使用尺寸为140×100×3mm的压铸板。所述板在丙酮中除去油污并在测试前称重。每种合金重复测试五次。测试结束时，在铬酸溶液(180g CrO₃每升溶液)中在80℃下约3分钟内脱除腐蚀的产物并测定重量损失。重量损失用于测定平均腐蚀率，以mpy(毫-英寸每年)计。

表1-4说明了根据本发明的用于HPDC的合金和比较合金的化学组成、可浇铸参数和性质。本发明的新型合金证明了明显更好的可压铸性，其通过氧化趋势、流动性和对模具粘着的敏感性(表2)来评估，并通过最小为96％的可浇铸系数反映。从表3中可看到，在环境温度和上升的温度中新型合金在拉伸屈服强度(TYS)和压缩屈服强度(CYS)上都比比较合金优异。这对于UTS值也一样。例如，根据本发明的新型合金在200℃下TYS值为大于或等于150MPa，通常大于或等于153Mpa，而比较合金具有较低的值。此外，新型合金具有比比较合金好得多的强度与伸长率的组合。在GM9540循环测试条件下(图9)测得的新型合金的抗腐蚀性也优于比较合金的性质；新型合金的腐蚀率小于2.9mpy，通常小于2.7mpy，例如2.65mpy或更小(表3)。此外，新型合金还在200-250℃的温度下具有优异的抗蠕变性，超越了比较实施例(表4)。用于HPDC的新型合金的蠕变破裂强度通常在200℃时大于或等于约200MPa，在250℃时大于或等于约105MPa。新型合金的MCR值在200℃和100MPa时小于或等于1.5x10^-10/s，通常小于或等于1.0x10^-10/s；比较合金具有较高的值，即使只是在组成上与所述新型合金略微不同(表4)。

这些性质以及对于热撕裂具有低敏感性的优异组合使得本发明的合金对于移动部件的高压压铸而言是最理想的候选方案，所述高压压铸在200-250℃的高温下进行，其需要低的转动惯量和相应的低的震动。

表5-6证明了根据本发明用于沙模铸造的合金和经过完整T6热处理的比较合金的化学组成和性质。与比较例相比，本发明的合金具有优异的TYS和伸长率的组合。新型合金的压缩强度在环境温度和升高的温度下都较高。此外，本发明的合金的一大优势在于，其将优异的机械性质和超过比较合金抗腐蚀性的突出的抗腐蚀性结合。

表7-8说明了本发明的锻造的合金的化学组成和机械性质。将本发明的合金和比较合金直冷铸造、均质化、锻造并T5热处理。与比较合金相比，本发明的锻造合金在环境温度和200℃下都具有更高的TYS和UTS值。重要的是，根据本发明的合金还具有优异的伸长率和明显更高的压缩屈服强度。

虽然以一些具体实施例描述了本发明，但许多改进和变化方式也是可行的。因此，应理解，在所附权利要求书的范围之内，不需要具体的描述，即可以实施本发明。

Claims (23)

1.一种用于高温应用的轻质合金，其由以下物质组成

i)至少94.8重量％镁，

ii)2.5-4.6重量％钕，

iii)0.05-0.40重量％钇，

iv)0.03-0.65重量％锆，和

v)附带的杂质。

2.如权利要求1所述的合金，其还包含最高达0.02重量％钙。

3.如权利要求1所述的合金，其基本不包含原子数为61-71的重稀土(HRE)元素。

4.如权利要求1所述的合金，其基本不包含铈、镧和镨。

5.如权利要求1所述的合金，其基本不包含锌。

6.如权利要求1所述的合金，其中Nd和Y的总含量高于4.3重量％。

7.如权利要求1所述的轻质合金，其用于在最高达200℃的温度下持续操作。

8.如权利要求1所述的合金，其特征在于，所述合金可用于选自下组的工艺：高压压铸(HPDC)、沙模铸造、熔模铸造和金属型铸造。

9.如权利要求1所述的合金，其特征在于，所述合金可用于包括具有后续轧制的双辊铸轧或具有后续锻造、挤出或轧制的直冷铸造的工艺。

10.用于如权利要求8中所述高温应用的轻质合金，所述合金可用于HPDC。

11.如权利要求10所述的合金，其含有2.8-4.3重量％Nd、0.06-0.25重量％Y、0.05-0.4重量％Zr和0.0-0.02重量％Ca。

12.如权利要求10所述的合金，当以表征抗氧化性、流动性和模具粘着的相对单位测量时，其具有至少96％的可浇铸性。

13.如权利要求10所述的合金，其在200℃下具有至少153MPa的拉伸屈服强度(TYS)。

14.如权利要求10所述的合金，其在200℃下具有至少152MPa的压缩屈服强度(CYS)。

15.如权利要求10所述的合金，其在200℃100MPa应力下具有不大于1.5x10¹⁰/s的最小蠕变率(MCR)。

16.如权利要求10所述的合金，其在GM9540下具有不大于2.7mpy的腐蚀率。

17.如权利要求10所述的合金浇铸的制品，其在T5处理后具有优异的强度和延展性组合，所述T5处理包括直接在150-250℃下老化1-10小时。

18.如权利要求17所述的制品，其在T5处理后具有优异的强度和延展性组合，所述T5处理包括直接在175-225℃下老化1-6小时。

19.如权利要求8所述的合金，其适用于沙模铸造、熔模铸造、金属型铸造以及它们的低压改良，所述合金含有2.7-3.4重量％Nd、0.15-0.40重量％Y、0.3-0.6重量％Zr和0.0-0.02重量％Ca。

20.如权利要求19所述的合金浇铸的制品，其在完整T6热处理后具有优异的性能性质组合，所述完整T6热处理包括固熔体在520-560℃热处理1-16小时，随后在淬冷介质中冷却并随后在200-270℃下老化1-16小时。

21.如权利要求20所述的制品，其在完整T6热处理后具有优异的性能性质组合，所述完整T6热处理包括固熔体在535-545℃热处理3-5小时，随后在淬冷介质中冷却并随后在225-250℃下老化3-6小时。

22.如权利要求9所述的合金，其适用于锻造、挤出和轧制，所述合金含有2.8-3.8重量％Nd、0.20-0.40重量％Y、0.35-0.60重量％Zr和0.0-0.02重量％Ca。

23.如权利要求22所述的合金浇铸的制品，所述制品在T5热处理后具有优异的性能性质组合，所述T5热处理包括在200-250℃老化1-16小时。