CN107815577A

CN107815577A - 一种耐热镁合金

Info

Publication number: CN107815577A
Application number: CN201711094444.6A
Authority: CN
Inventors: 韦明; 杨国威; 熊羽; 韦煜
Original assignee: Guangxi Super Sheng Network Technology Co Ltd
Current assignee: Guangxi Super Sheng Network Technology Co Ltd
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2018-03-20

Abstract

本发明提供了一种耐热镁合金，包括以下重量比的成分：Al 6‑7％，Zn 0.4‑0.7％，Mn 0.4‑0.7％，Nb 1‑2％，Zr 1.5‑2.7％r，Ti 0.2‑1％，Co 0.5‑1.3％，V 0.3‑0.8％，B 1‑1.8％，Eu 0.2‑0.8％，Tb 0.1‑0.7％，Ce 0.2‑0.6％，余量为Mg。与现有技术相比，本发明将上述元素联合使用，各个元素之间相互作用，提高了镁合金的耐高温性能，得到了具有良好的力学性能和耐高温性能的镁合金。实验结果表明，本发明制备的耐热镁合金具有力学性能优良、耐高温的特点。

Description

一种耐热镁合金

技术领域

本发明涉及合金技术领域，尤其涉及一种耐热镁合金。

背景技术

镁合金具有较高的比强度和比刚度，较好的减震性能和切削加工性等优越的性能，是实际应用中最轻的金属结构材料，因此，近年来镁合金作为结构材料的应用迅速发展。

目前应用最为广泛的有铸造行业应用的AZ91D镁合金，在型材、板材中应用的变形镁合金AZ31、AZ61、AZ80、ZK60等。对于汽车上的某些部件，如：发动机上的某些部件，工作温度较高，并且也存在着轻量化的需求。但对于常用镁合金中的MgAlMn系镁合金而言，由于合金组织中β相以Mg17Al12为主，Mg17Al12熔点较低，不耐高温，上述MgAlMn系镁合金在在200℃高温下的抗拉强度仅为几十MPa，因此其生产的部件不适于在高温环境下工作，因而无法满足汽车上述部件的耐高温需求，镁合金的耐热能差成为镁合金工业化应用的障碍，如何提高其耐热性能显得十分重要。

因而，本领域急需一种力学性能优良、耐高温的镁合金。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种耐热镁合金，具有力学性能优良、耐高温的特点。

有鉴于此，本发明提供了一种耐热镁合金，包括以下重量比的成分：Al 6-7％，Zn0.4-0.7％，Mn 0.4-0.7％，Nb 1-2％，Zr1.5-2.7％r，Ti 0.2-1％，Co 0.5-1.3％，V 0.3-0.8％，B 1-1.8％，Eu 0.2-0.8％，Tb0.1-0.7％，Ce 0.2-0.6％，余量为Mg。

优选的，Al 6.2-6.5％。

优选的，Zn 0.6-0.7％。

优选的，Mn 0.5-0.7％。

优选的，Nb 1.2-1.6％。

优选的，Co 0.6-1.1％。

优选的，V 0.5-0.8％。

优选的，Eu 0.4-0.6％。

优选的，Tb 0.4-0.6％。

优选的，Ce 0.3-0.5％。

本发明提供一种耐热镁合金，包括以下重量比的成分：Al 6-7％，Zn 0.4-0.7％，Mn 0.4-0.7％，Nb 1-2％，Zr1.5-2.7％r，Ti 0.2-1％，Co0.5-1.3％，V 0.3-0.8％，B 1-1.8％，Eu 0.2-0.8％，Tb 0.1-0.7％，Ce0.2-0.6％，余量为Mg。与现有技术相比，本发明将上述元素联合使用，各个元素之间相互作用，提高了镁合金的耐高温性能，得到了具有良好的力学性能和耐高温性能的镁合金。实验结果表明，本发明制备的耐热镁合金具有力学性能优良、耐高温的特点。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种耐热镁合金，包括以下重量比的成分：Al 6-7％，Zn0.4-0.7％，Mn 0.4-0.7％，Nb 1-2％，Zr1.5-2.7％r，Ti 0.2-1％，Co 0.5-1.3％，V 0.3-0.8％，B 1-1.8％，Eu 0.2-0.8％，Tb 0.1-0.7％，Ce0.2-0.6％，余量为Mg。

其中，Al是耐热镁合金中最主要的合金元素，随着Al含量的增加其抗拉强度和硬度相应提高，而伸长率则会先提高后下降。Al在镁合金中的溶解度随着温度的降低而下降，当合金凝固或时效处理时，过饱和固溶体会析出弥散、平衡的强化相，从而提高合金的强度。本发明Al优选为6.2-6.5％。

Zn也是镁合金中的特征元素，其对镁合金的性能具有重要的影响。随着Zn含量的增加，镁合金的抗拉强度提高，而伸长率下降。Zn优选为0.6-0.7％。

Nb能够与其他合金元素形成耐高温的金属化合物，这些金属化合物分布在晶界上，改变了合金结构。Nb优选为1.2-1.6％。

Zr能够强烈的细化晶粒，还能够与合金也中的杂质元素反应并沉淀，净化合金液。

钴作为重要的战略金属,由于其具有优良的物理、化学和机械性能,是生产耐高温、耐腐蚀、高强度和强磁性等材料的重要原料。Co优选为0.8-1％。

添加金属钒后，合金中生成新相Al5V2，同时合金中β(Mg17Al12)相得到细化，并由原来的网状分布变成断续状均匀分布，数量有所减小。V优选为0.6-0.8％。

本发明采用的Eu、Tb、Ce为稀土元素，其能够与Mg形成化合物，提高镁合金的耐热性能。Eu优选为0.4-0.6％，Tb优选为0.4-0.6％，Ce优选为0.3-0.5％。

本发明提供的耐热镁合金优选按照如下方法制备：按照本发明提供的镁合金组成和含量计算并准备好所需量的原材料，在真空炉中加入镁锭、锌锭、MgMn中间合金、MgZr中间合金、NbAl中间合金或AlNb中间合金，另外，还加入AlTi中间合金、MgV中间合金、MgCo中间合金、AlB中间合金，升温至850℃，保温10小时，然后降温到700℃，加入Eu，Tb，Ce，待所加入的金属熔化后在700保温60分钟，得合金液，采用气体保护或者镁合金覆盖剂保护防止合金液氧化。用所得合金液浇一小块样品，检测其熔炼质量，如：气体含量的检查，如果质量较差，需进行精炼处理；如果质量合格，将所述合金液调温到700℃扒渣，然后进行浇注，即得到本发明合金的铸件。

从以上方案可以看出，本发明将上述元素联合使用，各个元素之间相互作用，提高了镁合金的耐高温性能，得到了具有良好的力学性能和耐高温性能的镁合金。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

本发明实施例采用的原料和化学试剂均为市购。

实施例1

本实施例中，耐热镁合金的组成成分和质量百分比为：Al 6.2％，Zn 0.6％，Mn0.5％，Nb 1.5％，Zr 1.8％r，Ti 0.6％，Co 0.8％，V 0.5％，B 1.1％，Eu 0.5％，Tb 0.4％，Ce 0.4％，余量为Mg。

按照本发明实施例提供的镁合金组成和含量计算并准备好所需量的原材料，在真空炉中加入镁锭、锌锭、MgMn中间合金、MgZr中间合金、NbAl中间合金或AlNb中间合金，另外，还加入AlTi中间合金、MgV中间合金、MgCo中间合金、AlB中间合金，升温至850℃，保温10小时，然后降温到700℃，加入Eu，Tb，Ce，待所加入的金属熔化后在700保温60分钟，得合金液，采用气体保护或者镁合金覆盖剂保护防止合金液氧化。用所得合金液浇一小块样品，检测其熔炼质量，如：气体含量的检查，如果质量较差，需进行精炼处理；如果质量合格，将所述合金液调温到700℃扒渣，然后进行浇注，即得到本发明合金的铸件。

采用固溶处理的方法对铸态合金进行热处理，固溶温度为400-420℃，固溶时间为12小时，铸件出炉后水淬。

实施例2

本实施例中，耐热镁合金的组成成分和质量百分比为：Al 6.7％，Zn 0.4％，Mn0.7％，Nb 1.2％，Zr 2.7％r，Ti 0.8％，Co 0.5％，V 0.3％，B 1.1％，Eu 0.4％，Tb 0.7％，Ce 0.6％，余量为Mg。

实施例3

本实施例中，耐热镁合金的组成成分和质量百分比为：Al 7％，Zn 0.5％，Mn0.4％，Nb 1.9％，Zr 2.2％r，Ti 0.8％，Co 1.3％，V 0.8％，B 1.1％，Eu 0.8％，Tb 0.1％，Ce 0.5，余量为Mg。

分别对本发明实施例制备的耐热镁合金的性能进行测试，结果如表1所示。

表1本发明实施例制备的耐热镁合金的力学性能

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种耐热镁合金，其特征在于，包括以下重量比的成分：

Al 6-7％，Zn 0.4-0.7％，Mn 0.4-0.7％，Nb 1-2％，Zr1.5-2.7％r，Ti 0.2-1％，Co0.5-1.3％，V 0.3-0.8％，B 1-1.8％，Eu 0.2-0.8％，Tb 0.1-0.7％，Ce 0.2-0.6％，余量为Mg。

2.根据权利要求1所述的耐热镁合金，其特征在于，

Al 6.2-6.5％。

3.根据权利要求1所述的耐热镁合金，其特征在于，

Zn 0.6-0.7％。

4.根据权利要求1所述的耐热镁合金，其特征在于，

Mn 0.5-0.7％。

5.根据权利要求1所述的耐热镁合金，其特征在于，

Nb 1.2-1.6％。

6.根据权利要求1所述的耐热镁合金，其特征在于，

Co 0.6-1.1％。

7.根据权利要求1所述的耐热镁合金，其特征在于，

V 0.5-0.8％。

8.根据权利要求1所述的耐热镁合金，其特征在于，

Eu 0.4-0.6％。

9.根据权利要求1所述的耐热镁合金，其特征在于，

Tb 0.4-0.6％。

10.根据权利要求1所述的耐热镁合金，其特征在于，

Ce 0.3-0.5％。