CN107354357B - 一种变形镁合金及其制备方法 - Google Patents

一种变形镁合金及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107354357B
CN107354357B CN201710509847.6A CN201710509847A CN107354357B CN 107354357 B CN107354357 B CN 107354357B CN 201710509847 A CN201710509847 A CN 201710509847A CN 107354357 B CN107354357 B CN 107354357B
Authority
CN
China
Prior art keywords
source
magnesium alloy
wrought magnesium
present
wrought
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
CN201710509847.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107354357A (zh
Inventor
孟健
张德平
张栋栋
杨强
刘孝娟
管凯
李柏顺
武晓杰
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.)
Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Original Assignee
Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
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 Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS filed Critical Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority to CN201710509847.6A priority Critical patent/CN107354357B/zh
Publication of CN107354357A publication Critical patent/CN107354357A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107354357B publication Critical patent/CN107354357B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C23/00—Alloys based on magnesium
    • C22C23/06—Alloys based on magnesium with a rare earth metal as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon

Abstract

本发明提供了一种变形镁合金，成分为：4～5wt％的Sm；0.75～3wt％的Yb；0.5～0.8wt％的Zn；0.4～0.6wt％的Zr；余量为Mg及不可避免的杂质。本发明在Mg、Zn、Zr成分的变形镁合金中添加Sm和Yb，Sm和Yb具有协同作用能够降低彼此的固溶度，起到细化晶粒、固溶强化和沉淀析出第二相强化的效果，而且还能够形成具有相对熔点高、热稳定性良好的金属间化合物Mg3Sm、Mg24(Sm,Yb)5、Mg5(Sm,Yb)。这些稳定性良好的第二相在高温条件下能够有效阻碍位错运动和晶界活动，从而提升变形镁合金的力学性能和耐热性能。本发明还提供了一种上述技术方案所述变形镁合金的制备方法。

Description

一种变形镁合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及镁合金技术领域，尤其涉及一种变形镁合金及其制备方法。
背景技术
镁合金作为目前最轻的结构材料，密度约为1.74～1.90g/cm3，仅为钢铁的1/4，铝合金的2/3。相比其他金属材料，镁合金具有高的比强度、比刚度，良好的切削加工性能、电磁防护特性、阻尼性能及导热性，而且易回收。在目前铁矿、钛矿和铝矿资源紧张的情况下，开发和利用镁资源作为替代材料已成为必然趋势。因此，镁合金被誉为“21世纪商用绿色环保和生态金属结构材料”，正在汽车工业、电子通讯、航空航天和军事工业等领域得到广泛的应用。
根据加工方式的不同，镁合金分为铸造镁合金和变形镁合金。变形镁合金是指通过挤压、轧制、锻造等塑性成型方式加工的镁合金，其可通过组织控制和热处理等方式来提升性能，获得比铸造镁合金更高的强度和塑性，更多样化的强韧配比来满足工程结构件的力学性能要求。
Mg-Al系变形镁合金是目前应用最广泛的体系，该系合金具有良好的铸造性能，室温强度高，可热处理强化。但是该系合金高温力学性能较差，因为该系合金主要强化相Mg17Al12相在高温时易粗化，从而导致在高温力学性能差。因此，提高变形镁合金的耐热性能成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种变形镁合金及其制备方法，本发明提供的变形镁合金具有良好的耐热性。
本发明提供了一种变形镁合金，成分为：
4～5wt％的Sm；
0.75～3wt％的Yb；
0.5～0.8wt％的Zn；
0.4～0.6wt％的Zr；
余量为Mg及不可避免的杂质。
本发明提供了一种上述技术方案所述的变形镁合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将镁源、锌源、钐源、镱源和锆源进行熔炼、浇铸，得到铸件；
(2)将铸件进行挤压加工，得到变形镁合金。
优选的，将镁源、锌源、钐源、镱源和锆源进行熔炼之前还包括：
将镁源、锌源、钐源、镱源和锆源进行预热；
所述预热的温度为200～300℃。
优选的，所述熔炼在保护性气体的条件下进行；
所述保护性气体包括SF6和CO2；
所述SF6和CO2的体积比为1:(180～220)。
优选的，所述熔炼的方法具体为：
向镁源中依次加入锌源、钐源和镱源后升温，得到混合物；
向混合物中加入锆源，得到金属液；
将金属液降温后进行除氢精炼，得到合金液。
优选的，所述升温的温度为760～780℃。
优选的，所述降温的温度为740～755℃。
优选的，所述挤压加工的温度为330～390℃；
所述挤压加工的保温时间为60～90min。
优选的，所述挤压加工的挤压比为16～18。
优选的，所述挤压加工的挤压速度为0.4～0.6mm/s。
与现有技术相比，本发明在Mg、Zn、Zr成分的变形镁合金中添加Sm和Yb，得到的变形镁合金以轻稀土Sm和重稀土Yb为主要合金元素，Sm和Yb的加入能够提高过冷度，起到细化晶粒的作用，同时还能实现固溶强化和沉淀析出第二相强化的效果，形成具有相对熔点高、热稳定性良好的金属间化合物Mg3Sm、Mg24(Sm,Yb)5、Mg5(Sm,Yb)，这些稳定性良好的第二相在高温条件下能够有效阻碍位错运动和晶界活动，从而提升变形镁合金的力学性能和耐热性能；而且本发明采用特定的Sm和Yb稀土元素，具有协同作用，能够降低彼此的固溶度，更好地发挥第二相的强化作用。
实验结果表明，本发明提供的变形镁合金在室温(25℃)时的抗拉强度为275MPa，屈服强度为266MPa，延伸率为11％，屈强比为0.967；200℃时抗拉强度为262MPa、屈服强度为230MPa、延伸率为21.7％，屈强比为0.898；250℃时屈服强度为175MPa，延伸率为36.3％。本发明提供的变形镁合金在200℃环境下基本能够保证与室温相当的力学性能，能够作为服役温度在200℃左右的工程结构件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例4制备得到的铸态镁合金的组织图片；
图2为本发明实施例4制备得到的变形镁合金的组织图片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种变形镁合金，成分为：
4～5wt％的Sm；
0.75～3wt％的Yb；
0.5～0.8wt％的Zn；
0.4～0.6wt％的Zr；
余量为Mg及不可避免的杂质。
本发明在Mg、Zn、Zr成分的变形镁合金中添加Sm和Yb，能够起到细化晶粒、固溶强化和沉淀析出第二相强化的效果，而且还能够形成具有相对熔点高、热稳定性良好的金属间化合物Mg3Sm、Mg24(Sm,Yb)5、Mg5(Sm,Yb)。这些稳定性良好的第二相在高温条件下能够有效阻碍位错运动和晶界活动，从而提升变形镁合金的力学性能和耐热性能。
在本发明中，所述变形镁合金中Sm的质量含量优选为4.2～4.8％，更优选为4.4～4.6％，最优选为4％；Yb的质量含量优选为0.8～2.5％，更优选为1～2％，最优选为1.5％；Zn的质量含量优选为0.6～0.7％，更优选为0.65％，最优选为0.6％；Zr的质量含量优选为0.45～0.55％，更优选为0.5％，最优选为0.4％；本发明提供变形镁合金中除Sm、Yb、Zn和Zr外剩余的元素为Mg和不可避免的杂质。在本发明中，所述杂质元素可以为Fe、Cu、Si、Ni，Fe在变形镁合金中的质量含量优选≤0.005％，Cu在变形镁合金中的质量含量优选≤0.0005％，Si在变形镁合金中的质量含量优选≤0.005％，Ni在变形镁合金中的质量含量优选≤0.0005％。
本发明提供了一种上述技术方案所述的变形镁合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将镁源、锌源、钐源、镱源和锆源进行熔炼、浇铸，得到铸件；
(2)将铸件进行挤压加工，得到变形镁合金。
本发明对所述熔炼和浇铸的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的镁合金铸件的制备方法即可。本发明优选将镁源、锌源、钐源、镱源和锆源去掉氧化层后预热再进行熔炼；所述预热的温度优选为200～300℃，更优选为220～280℃，最优选为240～260℃。在本发明中，所述镁源、锌源、钐源、镱源和锆源的用量能够使制备得到的变形镁合金的成分为上述技术方案所述的成分即可。
本发明对所述镁源的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的镁锭即可，可由市场购买获得。
本发明对所述锌源的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的锌锭即可，可由市场购买获得。
本发明对所述钐源的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的钐源即可，优选为含钐质量为20％的镁钐中间合金，可由市场购买获得。
本发明对所述镱源的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的镱源即可，优选为镱质量含量为15％的镁镱中间合金。
本发明对所述锆源的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的锆源即可，优选为含锆质量为30％的镁锆中间合金。
在本发明中，所述熔炼的方法优选为：
将坩埚加热后加入镁源，一次升温后依次加入锌源、钐源和镱源；
然后进行二次升温加入锆源，最后加入熔剂保温，得到金属液；
将金属液降温后进行除氢精炼，得到合金液。
在本发明中，所述加热的温度优选为500～600℃，更优选为530～570℃，最优选为550℃。在本发明中，加入镁源优选在通入保护性气体的条件下加入，防止氧化。在本发明中，所述保护性气体优选包括SF6和CO2；所述SF6和CO2的体积比优选为1：(180～220)，更优选为1:200。
本发明优选待镁源熔化后进行一次升温，所述一次升温的温度优选为730～740℃，更优选为735℃。本发明加入锌源、钐源和镱源后优选待其熔化后撇去熔体表面浮渣搅拌10～20min后进行二次升温。
在本发明中，所述二次升温的温度优选为760～780℃，更优选为765～775℃，最优选为770℃。本发明优选加入锆源后待其熔化加入熔剂；所述熔剂优选为6号熔剂。在本发明中，所述保温的时间优选为8～12min，更优选为10min。
在本发明中，所述降温的温度优选为740～755℃，更优选为745～750℃，最优选为750℃。在本发明中，所述除氢精炼的方法优选为：
向金属液中通入氩气后加入熔剂和精炼剂，搅拌至精炼剂充分熔融后静置。
在本发明中，所述氩气优选为高纯氩气；所述氩气气流速度适当以液体不飞溅为准，氩气的通入时间优选为25～35秒，更优选为30秒。
在本发明中，所述熔剂优选为6号熔剂；所述熔剂的用量优选为金属液质量的1～1.5％，更优选为1.2～1.3％。在本发明中，所述6号熔剂优选包括：
54～56wt％的KCl；
14～16wt％的BaCl2；
1.5～2.5wt％的NaCl；
27～29wt％的CaCl2。
本发明对所述精炼剂的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的镁合金熔炼的精炼剂即可，可由市场购买获得。在本发明中，所述静置的时间优选为50～60min，更优选为55min。
在本发明中，所述浇铸的方法优选为：
将合金液降温后浇入模具中，得到铸件。
在本发明中，所述合金液的降温温度优选为720～740℃，更优选为725～735℃，最优选为730℃。本发明优选将合金液降温后撇去熔体表面浮渣后再浇入模具中；所述模具优选为冷钢制模具。
本发明将铸件进行挤压加工前优选将铸件车削去除表面氧化层。在本发明中，所述挤压加工的温度优选为330～390℃，更优选为350～370℃，最优选为360℃；所述挤压加工的保温时间优选为60～90min，更优选为70～80℃，最优选为75℃；所述挤压加工的挤压比优选为16～18，更优选为17～17.8，最优选为17.64；所述挤压加工的挤压速度优选为0.4～0.6mm/s，更优选为0.5mm/s。
在本发明中，所述挤压加工过程中挤压模具优选在挤压前在挤压温度保温至少40min。
本发明中的变形镁合金以轻稀土Sm和重稀土Yb为主要合金元素，稀土元素的加入能够提高过冷度，起到细化晶粒的作用，而且采用特定的Sm和Yb配合作用能够降低Sm、Yb彼此的固溶度，更好的发挥第二相强化作用。
本发明稀土元素能够起到细化晶粒的效果，可以有效改善铸态合金的塑性，利于后续挤压变形得到变形镁合金；而且稀土元素形成的Mg3Sm、Mg24(Sm,Yb)5、Mg5(Sm,Yb)中间相具有相对高的熔点和良好的热稳定性，能够在高温条件下有效阻碍位错滑移和晶界滑动，进而显著提高合金的强度和耐热性能。
本发明以下实施例所用到的原料均为市售商品，所用的6号熔剂的成分为：55wt％的KCl；15wt％的BaCl2；2wt％的NaCl；28wt％的CaCl2。
实施例1
将镁锭、锌锭、钐质量含量为20％的镁钐中间合金、镱质量含量为15％的镁镱中间合金和锆质量含量为30％的镁锆中间合金去掉氧化层，按照配比备料，然后将其预热至200℃。
将坩埚加热至550℃时，加入镁锭并且通入体积比为1:200的SF6和CO2的混合气作为保护气体，防止氧化；待镁锭熔化，在730℃下依次加入锌锭、镁钐中间合金和镁镱中间合金，待其熔化后撇去熔体表面浮渣，搅拌10min；然后升温至760℃，加入镁锆中间合金，待其熔化后加入6号熔剂保温10min，得到金属液。
将金属液降温至750℃通入高纯氩气，气流速度以液体不飞溅为准，通气30秒。通气完毕后，加入6号熔剂，6号熔剂的用量为金属液质量的1％；边搅拌边加入精炼剂，待精炼剂充分融入熔体后静置50min，得到合金液。
将合金液降温至720℃，撇去熔体表面浮渣，将合金液浇入水冷钢制模具，得到铸件。
将铸件车削去掉表面氧化层进行挤压加工，挤压温度为360℃，保温时间为60min；挤压比为17.64；挤压速度为0.4mm/s；挤压前将挤压模具在360℃保温至少40min，得到变形镁合金。
本发明实施例1制备得到的变形镁合金的成分为：4wt％的Sm，0.75wt％的Yb，0.5wt％的Zn，0.4wt％的Zr，余量为Mg和不可避免的杂质。
采用国产DDL-100电子万能试验机对本发明实施例1制备得到的变形镁合金进行力学性能测试，测试结果如表1所示，表1为本发明实施例1制备得到的变形镁合金力学性能测试结果。
表1本发明实施例1制备得到的变形镁合金力学性能测试结果
测试温度 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 延伸率(％)
25℃(室温) 264 246 19.8
200℃ 226 172 27.1
250℃ — 186 39.7
实施例2
将镁锭、锌锭、钐质量含量为20％的镁钐中间合金、镱质量含量为15％的镁镱中间合金和锆质量含量为30％的镁锆中间合金去掉氧化层，按照配比备料，然后将其预热至250℃。
将坩埚加热至550℃时，加入镁锭并且通入体积比为1:200的SF6和CO2的混合气作为保护气体，防止氧化；待镁锭熔化，在740℃下依次加入锌锭、镁钐中间合金和镁镱中间合金，待其熔化后撇去熔体表面浮渣，搅拌10min；然后升温至780℃，加入镁锆中间合金，待其熔化后加入6号熔剂保温10min，得到金属液。
将金属液降温至750℃通入高纯氩气，气流速度以液体不飞溅为准，通气30秒。通气完毕后，加入6号熔剂，6号熔剂的用量为金属液质量的1％；边搅拌边加入精炼剂，待精炼剂充分融入熔体后静置60min，得到合金液。
将合金液降温至730℃，撇去熔体表面浮渣，将合金液浇入水冷钢制模具，得到铸件。
将铸件车削去掉表面氧化层进行挤压加工，挤压温度为360℃，保温时间为80min；挤压比为17.64；挤压速度为0.5mm/s；挤压前将挤压模具在360℃保温至少40min，得到变形镁合金。
本发明实施例2制备得到的变形镁合金的成分为：4wt％的Sm，1.5wt％的Yb，0.6wt％的Zn，0.5wt％的Zr，余量为Mg和不可避免的杂质。
按照实施例1的方法对本发明实施例2制备得到的变形镁合金进行力学性能测试，测试结果如表2所示，表2为本发明实施例2制备得到的变形镁合金力学性能测试结果。
表2本发明实施例2制备得到的变形镁合金力学性能测试结果
测试温度 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 延伸率(％)
25℃(室温) 270 252 16.6
200℃ 253 211 28.7
250℃ — 173 48.7
实施例3
将镁锭、锌锭、钐质量含量为20％的镁钐中间合金、镱质量含量为15％的镁镱中间合金和锆质量含量为30％的镁锆中间合金去掉氧化层，按照配比备料，然后将其预热至300℃。
将坩埚加热至550℃时，加入镁锭并且通入体积比为1:200的SF6和CO2的混合气作为保护气体，防止氧化；待镁锭熔化，在740℃下依次加入锌锭、镁钐中间合金和镁镱中间合金，待其熔化后撇去熔体表面浮渣，搅拌10min；然后升温至780℃，加入镁锆中间合金，待其熔化后加入6号熔剂保温10min，得到金属液。
将金属液降温至750℃通入高纯氩气，气流速度以液体不飞溅为准，通气30秒。通气完毕后，加入6号熔剂，6号熔剂的用量为金属液质量的1.5％；边搅拌边加入精炼剂，待精炼剂充分融入熔体后静置60min，得到合金液。
将合金液降温至740℃，撇去熔体表面浮渣，将合金液浇入水冷钢制模具，得到铸件。
将铸件车削去掉表面氧化层进行挤压加工，挤压温度为360℃，保温时间为90min；挤压比为17.64；挤压速度为0.5mm/s；挤压前将挤压模具在360℃保温至少40min，得到变形镁合金。
本发明实施例3制备得到的变形镁合金的成分为：4.5wt％的Sm，2.25wt％的Yb，0.6wt％的Zn，0.4wt％的Zr，余量为Mg和不可避免的杂质。
按照实施例1的方法对本发明实施例3制备得到的变形镁合金进行力学性能测试，测试结果如表3所示，表3为本发明实施例3制备得到的变形镁合金力学性能测试结果。
表3本发明实施例3制备得到的变形镁合金力学性能测试结果
测试温度 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 延伸率(％)
25℃(室温) 262 230 16.6
200℃ 256 207 18.6
250℃ 166 161 45.3
实施例4
将镁锭、锌锭、钐质量含量为20％的镁钐中间合金、镱质量含量为15％的镁镱中间合金和锆质量含量为30％的镁锆中间合金去掉氧化层，按照配比备料，然后将其预热至300℃。
将坩埚加热至550℃时，加入镁锭并且通入体积比为1:200的SF6和CO2的混合气作为保护气体，防止氧化；待镁锭熔化，在730℃下依次加入锌锭、镁钐中间合金和镁镱中间合金，待其熔化后撇去熔体表面浮渣，搅拌10min；然后升温至780℃，加入镁锆中间合金，待其熔化后加入6号熔剂保温10min，得到金属液。
将金属液降温至750℃通入高纯氩气，气流速度以液体不飞溅为准，通气30秒。通气完毕后，加入6号熔剂，6号熔剂的用量为金属液质量的1％；边搅拌边加入精炼剂，待精炼剂充分融入熔体后静置60min，得到合金液。
将合金液降温至720℃，撇去熔体表面浮渣，将合金液浇入水冷钢制模具，得到铸件。
将铸件车削去掉表面氧化层进行挤压加工，挤压温度为360℃，保温时间为60min；挤压比为17.64；挤压速度为0.6mm/s；挤压前将挤压模具在360℃保温至少40min，得到变形镁合金。
本发明实施例4制备得到的变形镁合金的成分为：5wt％的Sm，3wt％的Yb，0.8wt％的Zn，0.6wt％的Zr，余量为Mg和不可避免的杂质。
按照实施例1的方法对本发明实施例4制备得到的变形镁合金进行力学性能测试，测试结果如表4所示，表4为本发明实施例4制备得到的变形镁合金力学性能测试结果。
表4本发明实施例4制备得到的变形镁合金力学性能测试结果
测试温度 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 延伸率(％)
25℃(室温) 275 266 11.0
200℃ 262 230 21.7
250℃ — 175 36.3
由表1～4可知，本发明实施例制备的变形镁合金在室温下具有较高的强度和塑性，在200℃时力学性能基本没有下降，本发明提供的变形镁合金可用于服役温度在200℃左右的结构件；在250℃，合金屈服之后一直呈现软化状态，表现出高的延伸率。
对本发明实施例4制备的镁合金采用日本奥林巴斯GX71倒置金相显微镜按照GB/T13298-2015《金属显微组织检验方法》进行组织观察，图1为本发明实施例4制备得到的铸态镁合金的组织图片，从图1可以看出，铸态组织比较均匀，平均晶粒粒度约为25μm。图2为本发明实施例4制备得到的变形镁合金的组织图片，由图2可知，挤压加工后得到的变形组织较原始铸态组织明显细化，可以清晰的看到再结晶区和未再结晶区，再结晶区平均晶粒尺寸为10微米。
比较例1
按照实施例4的方法制备得到变形镁合金，与实施例4不同的是，得到的变形镁合金的成分为：8wt％的Sm，0.8wt％的Zn，0.6wt％的Zr，余量为Mg和不可避免的杂质。
按照实施例1的方法对本发明比较例1制备得到的变形镁合金进行力学性能测试，测试结果如表5所示，表5为本发明比较例1制备得到的变形镁合金力学性能测试结果。
表5本发明比较例1制备得到的变形镁合金力学性能测试结果
测试温度 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 延伸率(％)
25℃(室温) 252 248 8.5
200℃ 218 194 12.5
250℃ — 189 16.3
比较例2
按照实施例4的方法制备得到变形镁合金，与实施例4不同的是，得到的变形镁合金的成分为：8wt％的Yb，0.8wt％的Zn，0.6wt％的Zr，余量为Mg和不可避免的杂质。
按照实施例1的方法对本发明比较例2制备得到的变形镁合金进行力学性能测试，测试结果如表6所示，表6为本发明比较例2制备得到的变形镁合金力学性能测试结果。
表6本发明比较例2制备得到的变形镁合金力学性能测试结果
测试温度 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 延伸率(％)
25℃(室温) 232 218 20.4
200℃ 205 177 28.2
250℃ 186 152 37.5
由以上实施例可知，本发明提供了一种变形镁合金，成分为：4～5wt％的Sm；0.75～3wt％的Yb；0.5～0.8wt％的Zn；0.4～0.6wt％的Zr；余量为Mg及不可避免的杂质。本发明在Mg、Zn、Zr成分的变形镁合金中添加Sm和Yb，Sm和Yb具有协同作用能够降低彼此的固溶度，起到细化晶粒、固溶强化和沉淀析出第二相强化的效果，而且还能够形成具有相对熔点高、热稳定性良好的金属间化合物Mg3Sm、Mg24(Sm,Yb)5、Mg5(Sm,Yb)。这些稳定性良好的第二相在高温条件下能够有效阻碍位错运动和晶界活动，从而提升变形镁合金的力学性能和耐热性能。

Claims (6)

1.一种变形镁合金，成分为：
4.2～4.8wt％的Sm；
0.8～2.5wt％的Yb；
0.6～0.7wt％的Zn；
0.45～0.55wt％的Zr；
余量为Mg及不可避免的杂质；
所述的变形镁合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将镁源、锌源、钐源、镱源和锆源进行熔炼、浇铸，得到铸件；
(2)将铸件进行挤压加工，得到变形镁合金；
所述挤压加工的温度为330～390℃；
所述挤压加工的保温时间为60～90min；
所述挤压加工的挤压比为16～18；
所述挤压加工的挤压速度为0.4～0.6mm/s。
2.根据权利要求1所述的变形镁合金，其特征在于，将镁源、锌源、钐源、镱源和锆源进行熔炼之前还包括：
将镁源、锌源、钐源、镱源和锆源进行预热；
所述预热的温度为200～300℃。
3.根据权利要求1所述的变形镁合金，其特征在于，所述熔炼在保护性气体的条件下进行；
所述保护性气体包括SF6和CO2；
所述SF6和CO2的体积比为1:(180～220)。
4.根据权利要求1所述的变形镁合金，其特征在于，所述熔炼的方法具体为：
向镁源中依次加入锌源、钐源和镱源后升温，得到混合物；
向混合物中加入锆源，得到金属液；
将金属液降温后进行除氢精炼，得到合金液。
5.根据权利要求4所述的变形镁合金，其特征在于，所述升温的温度为760～780℃。
6.根据权利要求4所述的变形镁合金，其特征在于，所述降温的温度为740～755℃。
CN201710509847.6A 2017-06-28 2017-06-28 一种变形镁合金及其制备方法 Active CN107354357B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710509847.6A CN107354357B (zh) 2017-06-28 2017-06-28 一种变形镁合金及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710509847.6A CN107354357B (zh) 2017-06-28 2017-06-28 一种变形镁合金及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107354357A CN107354357A (zh) 2017-11-17
CN107354357B true CN107354357B (zh) 2019-10-25

Family

ID=60273261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710509847.6A Active CN107354357B (zh) 2017-06-28 2017-06-28 一种变形镁合金及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107354357B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109666832A (zh) * 2019-02-22 2019-04-23 中国科学院长春应用化学研究所 高强耐热变形镁合金及其制备方法
CN109628814A (zh) * 2019-02-22 2019-04-16 中国科学院长春应用化学研究所 轻重稀土复合强化耐热镁合金及其制备方法
CN109706336B (zh) * 2019-02-28 2021-01-05 西南大学 一种超细晶高强塑性稀土镁合金的低成本制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101381833A (zh) * 2008-10-23 2009-03-11 上海交通大学 耐热铸造镁合金及其制备方法
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
CN102828094A (zh) * 2012-09-17 2012-12-19 中国科学院长春应用化学研究所 一种变形镁合金及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101353747B (zh) * 2008-09-11 2010-06-02 上海交通大学 压铸耐热镁合金及其制备方法
CN101407879A (zh) * 2008-11-26 2009-04-15 西南大学 含Yb变形镁合金及其动态析出强韧化制备方法
JP5458289B2 (ja) * 2008-12-24 2014-04-02 国立大学法人 熊本大学 マグネシウム合金
JP5531274B2 (ja) * 2009-03-27 2014-06-25 国立大学法人 熊本大学 高強度マグネシウム合金

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101381833A (zh) * 2008-10-23 2009-03-11 上海交通大学 耐热铸造镁合金及其制备方法
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
CN102828094A (zh) * 2012-09-17 2012-12-19 中国科学院长春应用化学研究所 一种变形镁合金及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107354357A (zh) 2017-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102071342B (zh) 铝合金及其制造方法
Park et al. The twin-roll casting of magnesium alloys
JP3891933B2 (ja) 高強度マグネシウム合金及びその製造方法
Xu et al. Effect of homogenization on microstructures and mechanical properties of hot compressed Mg–9Al–1Zn alloy
CN107354357B (zh) 一种变形镁合金及其制备方法
CN106676346A (zh) 可阳极氧化并适合半固态成形的铝合金材料及其制备方法
CN107747014B (zh) 一种具有高延展性高强镁合金及其制备方法
Zhang et al. Microstructure and mechanical properties of rheo-squeeze casting AZ91-Ca magnesium alloy prepared by gas bubbling process
CN105671390B (zh) 一种含钙和钕的耐热变形镁合金及其制备方法
CN102816959A (zh) 一种超大规格铝合金圆棒及其铸造方法
CN109628814A (zh) 轻重稀土复合强化耐热镁合金及其制备方法
Campo et al. Influence of the processing route on the microstructure of aluminum alloy A356 for thixoforming
CN102071340A (zh) 铝合金及其制造方法
CN107604222A (zh) 一种可时效强化的Al‑Mg系合金及其制备方法
Salleh et al. Influence of Cu content on microstructure and mechanical properties of thixoformed Al–Si–Cu–Mg alloys
Salleh et al. Microstructural evolution and mechanical properties of thixoformed A319 alloys containing variable amounts of magnesium
CN102114579A (zh) 一种高强度铝合金焊丝及其制备方法
CN104846250A (zh) 高导热压铸耐腐蚀镁合金及其制备方法
CN102965553A (zh) 用于汽车保险杠的铝合金铸锭及其生产工艺
CN101876018A (zh) 一种活塞用高强度铸造铝硅合金及其制备方法
Proni et al. ECAP: an alternative route for producing AlSiCu for use in SSM processing
CN109666832A (zh) 高强耐热变形镁合金及其制备方法
Tissier et al. Magnesium rheocasting: a study of processing-microstructure interactions
CN106676355B (zh) 一种高塑耐热az系镁合金挤压材及其制备方法
CN115449683B (zh) 一种镁合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant