CN108411176A - 一种耐热稀土镁合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耐热稀土镁合金，成分为：2～6wt％的Sm；0～6wt％的重稀土元素；0.5～4wt％的Al；0.2～2wt％的Mn；余量为Mg及不可避免的杂质。本发明利用Mg、Sm、Al元素形成一种全新的Mg‑Sm‑Al基面析出相，在高温条件下，Mg‑Sm‑Al相会有效抑制非基面滑移，而在此基础上引入重稀土元素，形成Mg‑RE析出相(大多数为β柱面析出相，少量为γ基面析出相)，同时强化镁合金基体，镁合金基体中这两类相的存在可以有效抑制高温柱面滑移、锥面滑移和基面滑移，进而提高镁合金高温强度。本发明还提供了一种耐热稀土镁合金的制备方法。

Description

一种耐热稀土镁合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及稀土镁合金技术领域，尤其涉及一种耐热稀土镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金作为实际应用中最轻的金属结构材料，具有比强度和比刚度高、减振降噪和电磁屏蔽性能好、抗动态冲击载荷能力强、资源丰富等优点，使其在国民经济和国防建设中具有重要的应用前景。

Mg-Zn、Mg-Al系镁合金的高温强度较低，应用主要集中在非承载结构件中。随着武器装备的发展，对轻量化合强度的要求越来越高，在大飞机、载人航天、探月工程、轨道交通等国家重大工程和军事领域对轻量化和减重提出了非常苛刻的要求，因此，具有优异的耐热性能的镁合金已成为目前航空航天、国防军工及现代化发展中紧迫的需求材料。

在国内外研制的高强镁合金中，稀土镁合金是性能最好的耐热镁合金系之一，是当前的一个研究热点。在稀土镁合金中，稀土强化主要是通过时效强化来实现，即固溶了稀土元素后，在特定的时效温度下，使高温固溶的合金元素以某种形式析出(如金属间化合物)，形成弥散分布的硬质质点，对位错切过造成阻力，使强度增加，显著提高镁合金的强度。

如何利用合金化、变形手段来调控析出相的析出行为，以获得良好的性能是本领域技术人员关心的问题。而且镁合金中锥面析出相的强化效果要远优于常见的基面析出相，但是这种析出方式仅仅在少数的体系中报道过，如Mg-Sn-Zn系、Mg-Bi-Zn系。

镁为密排六方晶体结构，现有技术中的耐热稀土镁合金通常依靠沿棱柱面和基面析出的稀土化合物抑制高温晶面滑移，虽然能够有效提高耐热镁合金性能，但是需要消耗大量的Gd、Y、Nd、Zr等价格昂贵的合金元素，成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐热稀土镁合金及其制备方法，本发明提供的耐热稀土镁合金具有良好的耐热性能而且成本较低。

本发明提供了一种耐热稀土镁合金，成分为：

2～6wt％的Sm；

0～6wt％的重稀土元素；

0.5～4wt％的Al；

0.2～2wt％的Mn；

余量为Mg及不可避免的杂质。

在本发明中，所述Sm的质量含量优选为3～6％，更优选为3～5％，更优选为3.5～4.5％，最优选为4％。

在本发明中，所述重稀土元素优选为Eu、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一种或几种，更优选为Gd、Y、Dy、Ho、Er和Yb中的一种或几种；最优选为Gd或Y。在本发明中，所述重稀土元素的质量含量优选为2～6％，更优选为3～5％，更优选为3.5～4.5％，最优选为4％。

在本发明中，所述Al的质量含量优选为1～3％，更优选为1.2～2.5％，最优选为1.5～2％。

在本发明中，所述Sm和Al的质量比优选为(2～5):1，更优选为(3～4)：1，更优选为(3.2～3.8):1，最优选为(3.4～3.6):1。本发明优选采用上述质量比的Sm和Al，在此质量比下能够更好的析出Mg-Sm-Al相，使本发明提供的耐热镁合金具有良好的性能。

在本发明中，所述Mn的质量含量优选为0.3～1.5％，更优选为0.5～1％，最优选为0.6～0.8％。

在本发明中，所述耐热稀土镁合金中除Sm、重稀土元素、Al和Mn之外，剩余的成分为Mg及不可避免的杂质。

在本发明中，所述耐热稀土镁合金的成分优选为：

3～5wt％的Sm；

3～5wt％的重稀土元素；

1～3wt％的Al；

0.2～1wt％的Mn；

余量为Mg及不可避免的杂质。

在本发明中，所述耐热稀土镁合金的成分更优选为：

4.5wt％的Sm；

3.5wt％的Gd；

1.2wt％的Al；

0.3wt％的Mn；

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耐热稀土镁合金的制备方法，包括：

将Mg源、Sm源、Al源、Mn源和重稀土源进行配料，得到混合料；

将所述混合料进行熔炼，得到混合液；

将所述合金液进行浇铸，得到耐热铸造镁合金；

将所述耐热铸造镁合金进行热处理，得到耐热稀土镁合金。

在进行所述配料之前，本发明优选将所述Mg源、Sm源、Al源、Mn源和重稀土源各组分原料表面的氧化皮除去，并将它们预热；所述预热的温度优选为200～300℃，更优选为220～280℃，最优选为240～260℃。

本发明对所述Mg源、Sm源、Al源、Mn源和重稀土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制备稀土镁合金的Mg源、Sm源、Al源、Mn源和重稀土源即可。在本发明中，所述Mg源优选为高纯Mg锭；所述Al源优选为高纯Al；所述Sm源优选为Mg-Sm中间合金，所述Mg-Sm中间合金中Sm的质量含量优选为15～35％，更优选为20～30％，最优选为25％；所述重稀土源优选为Mg-重稀土中间合金，所述Mg-重稀土中间合金中重稀土元素的质量含量优选为20～40％，更优选为25～35％，最优选为30％；所述Mn源优选为Mg-Mn中间合金，所述Mg-Mn中间合金中Mn的质量含量优选为10～30％，更优选为15～25％，最优选为20％。

在本发明中，所述Mg源、Sm源、Al源、Mn源和重稀土源的用量比例使制备得到的耐热稀土镁合金的成分满足上述成分要求即可。

在本发明中，所述熔炼的温度优选为500～800℃，更优选为600～760℃，最优选为720～740℃。

在本发明中，所述熔炼优选在铁坩埚中进行；所述熔炼的方法优选为：

先加入Mg源，然后加入Sm源、Al源和重稀土源，最后加入Mn源进行熔炼。

在本发明中，优选将所述铁坩埚预热至500～600℃后加入Mg源，更优选预热520～580℃，最优选为540～560℃；加入Mg源后优选使炉温升温至720～740℃并通入保护气，更优选升温725～735℃，最优选为730℃。在本发明中，所述保护性气体优选为SF₆和CO₂的混合气；所述混合气中SF₆和CO₂的体积比优选为1：(80～120)，更优选为1：(90～110)，最优选为1:100。

在本发明中，优选待所述Mg源完全熔化后加入上述预热的Sm源、Al源和重稀土源，搅拌均匀；所述搅拌的时间优选为5～15分钟，更优选为8～12分钟，最优选为10分钟。

在本发明中，所述搅拌完成后优选将炉温升至760～800℃，加入上述预热的Mn源，均匀搅拌；更优选升至770～790℃，更优选升至775～785℃，最优选升温至780℃。在本发明中，所述搅拌的时间优选为5～15分钟，更优选为8～12分钟，最优选为10分钟。

在本发明中，优选对所述混合液进行除氢；所述除氢的方法优选为：

将所述混合液降温至740～760℃后通入氩气。

在本发明中，更优选降温至745～755℃，最优选降温至750℃。

在本发明中，所述除氢完成后，优选对所述合金液进行精炼。

在本发明中，所述精炼过程中优选加入6号熔剂后静置。本发明对所述6号熔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制备镁合金过程中采用的6号熔剂即可；所述6号熔剂的成分优选包括MgCl₂、CaCl₂、KCl、BaCl₂、CaF₂和NaCl。在本发明中，所述静置的时间优选为40～60分钟，更优选为45～55分钟，最优选为50分钟。

在本发明中，所述静置完毕后优选将所述合金液进行保温后浇铸；所述保温的温度优选为720～740℃，更优选为725～735℃，最优选为730℃；所述保温的时间优选为10～15分钟，更优选为11～14分钟，最优选为12～13分钟。

在本发明中，所述浇铸过程中的模具优选为钢制水冷模具。本发明对所述浇铸的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备金属镁合金的铸造方法即可，既可以为重力铸造方式进行制备，也可以采用差压铸造方式进行制备，也可以采用压铸方式进行制备，也可以采用半固态流变铸造方式制备，还可以采用半固态接触铸造方式制备。

在本发明中，所述热处理的方法优选为：

将所述耐热铸造镁合金在300～530℃温度区间升温进行固溶处理，然后再进行时效处理，得到耐热稀土镁合金。

在本发明中，通过热处理能够使镁合金基面析出Mg-Sm-Al长条状化合物，并在柱面析出Mg-RE(重稀土)化合物同时强化稀土镁合金。

本发明优选在300～530℃的温度区间逐级升温，以实现固溶处理的同时逐级析出Mg-Sm-Al基面相，使本发明提供的耐热稀土镁合金具有更好的性能。在本发明中，所述逐级升温的温度区间优选为350～500℃，更优选为400～450℃。

在本发明中，所述逐级升温的方法优选为：

将所述耐热铸造镁合金在第一温度保温第一时间后升温至第二温度保温第二，再升温至第三温度保温第三时间。

在本发明中，所述第一温度优选为300～450℃，更优选为350～400℃，最优选为360～380℃；所述第一时间优选为2～10小时，更优选为3～8小时，最优选为4～6小时。

在本发明中，所述第二温度优选为450～500℃，更优选为460～490℃，最优选为470～480℃；所述第二时间优选为5～15小时，更优选为8～12小时，最优选为10小时。

在本发明中，所述第三温度优选为500～540℃，更优选为510～530℃，最优选为515～525℃；所述第三时间优选为5～15小时，更优选为8～12小时，最优选为10小时。

在本发明中，所述时效处理的温度优选为170～230℃，更优选为180～220℃，更优选为190～210℃，最优选为200℃；所述时效处理的时间优选为10～40小时，更优选为15～35小时，更优选为20～30小时，最优选为25小时。

本发明以Mg-Sm-Al基面析出相以及Mg-RE柱面析出相复合强化的方式设计高强耐热镁合金，在本发明提供的耐热稀土镁合金中各种成分以及成分用量的综合作用下，能够使本发明提供的镁合金产生Mg-Sm-Al基面析出相以及Mg-RE柱面析出相。

在本发明中，晶体材料分为多晶材料和单晶材料，晶体材料中的原子可以近似的被视为刚性球体。晶体学理论中，依据对称性原则，刚性小球共有14种排布方式，将所有的单晶体结构都包含在内。金属材料都属于密堆积结构，可以理解为原子像刚性小球一样紧密的排布在一起，金属材料在塑性变形时这些原子依然紧密的排列，所以金属材料无论怎样变形，体积是不变的。

由于密排，通常金属材料的单晶结构属于14种晶体结构中的3种：面心立方晶体结构、密排六方晶体结构、体心立方晶体结构。合金是由多个晶体结构构成的，每一个单晶体称为晶粒，每个晶粒中的原子排布规律是一致的。单晶体的边界称为晶界。

就镁合金而言，每个晶粒的原子排布都符合密排六方晶体结构的排布规律，如图1所示，图1为镁合金晶面结构示意图，其中a、b、c均属于密排六方晶体结构，六方体是镁合金晶体结构模型，每个顶点位置都代表一个原子，六边形的每条变成都代表两个镁原子球体半径之和，也就是每条边长近似等于镁原子直径长度。图a的虚影代表晶体结构中的基面，图b代表柱面，图c代表锥面，实际上柱面共有两种，常见的锥面共有三种，图b、c只是某一种位置的示意图，便于理解而已。本发明中所述的晶面析出相指的是沿着这些晶面析出的化合物。

现有技术虽然能够通过稀土析出相有效钉扎基面滑移，但如果想在高温情况下钉扎非基面滑移，需要消耗更多的稀土，形成基面析出相，使合金的成本显著增加。

本发明利用Mg、Sm、Al元素形成的一种全新的Mg-Sm-Al基面析出相，在高温条件下，Mg-Sm-Al相会有效抑制非基面滑移，而在此基础上引入重稀土元素，形成Mg-RE析出相(大多数为β柱面析出相，少量为γ基面析出相)，同时强化镁合金基体，镁合金基体中这两类相的存在可以有效抑制高温柱面滑移、锥面滑移和基面滑移，进而提高镁合金高温强度。

本发明通过对镁合金成分进行设计，产生了一种全新的耐热基面析出相：Mg-Sm-Al相，在合金固溶过程中首先析出了这种耐热基面相，随后结合固溶后的时效处理，析出Mg-RE柱面析出相，抑制高温基面滑移。这样减少了高成本重稀土元素的使用，同时保持合金的高温机械性能。

本发明在稀土镁合金中添加成本较低的Sm元素和Al元素，Sm元素和Al元素具有协同作用，二者相互配合作用，在镁合金晶粒基面处形成了全新的Mg-Sm-Al耐热析出相，同时在镁合金中加入少量的重稀土元素，Sm元素与重稀土元素也具有协同作用，形成柱面析出相。本发明提供的稀土镁合金利用全新的基面析出相和柱面析出相同时提高镁合金的耐热性能，减少昂贵合金元素的加入量，在提高镁合金耐热性能的同时极大的降低了镁合金的成本。

与现有技术相比，本发明提供了一种中等稀土含量的耐热稀土镁合金，与商用WE43稀土镁合金相比，本发明放弃了昂贵的轻稀土钕和贵金属锆的使用，采用价格低廉的钐元素(市售氧化钐的价格在1.5万/吨，氧化钕的价格在40～50万/吨)。传统的商用WE43稀土镁合金的高温强化相以柱面析出相位主，辅以少量的基面析出相，本发明通过引入铝元素，并进行热处理形成了一种全新的Mg-Sm-Al耐热基面长条相，并利用重稀土元素结合轻稀土钐元素促进形成柱面析出相，本发明中Sm、Al和重稀土元素具有协同作用，在三种元素的共同作用下，形成的基面析出相和柱面析出相的共同使用有效的钉扎了高温晶界面滑移。本发明提供的耐热稀土镁合金具有良好的机械性能同时大幅度降低了成本。

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为镁合金晶面结构示意图；

图2为本发明实施例1制备得到的耐热稀土镁合金的Mg-Sm-Al长条形状的析出相。

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。

本发明以下实施例所用原料均为市售商品，所用Mg源为高纯Mg锭，所用的Al为高纯Al，所用Sm源为Mg-25wt％Sm中间合金，所用Gd源为Mg-30wt％Mg中间合金，所用的Y源为Mg-30wt％Y的中间合金；所用的Mn源为Mg-20wt％Mn中间合金，所用的6号熔剂为辽宁新鹏高科金属有限公司提供的RJ-6熔剂。

实施例1

制备目标成分的耐热稀土镁合金：Sm：2wt％；Gd:2wt％；Al：0.5wt％；Mn：0.2wt％，余量为Mg及不可避免的杂质。

将Mg源、Sm源、Al源、Mn源和Gd源按照上述目标成分进行配比，去除各组分原料表面的氧化皮并将它们预热至200℃；

将铁坩埚预热至500℃，加入Mg源，炉温升至720℃，并通入体积比为1:100的SF₆和CO₂混合的保护气；

待Mg源完全熔化后，加入上述预热至200℃的Sm源、Al源和Gd源，搅拌5分钟均匀；

上述搅拌完成后，炉温升至760℃，加入上述预热至200℃的Mn源，搅拌5分钟均匀，得到熔体；

上述搅拌完成后，炉温降至750℃，在熔体中通入氩气除氢；

除氢完成后，加入6号熔剂进行精炼，静置40分钟；

上述静置完成后，将炉温设置为720℃，保温10分钟，将合金熔体浇铸到钢制水冷模具中，得到耐热铸造镁合金；

将所述耐热铸造镁合金在300℃保温2小时后升温至450℃保温5小时，然后升温至500℃保温5小时，在实现固溶处理的同时逐级析出Mg-Sm-Al基面相；

上述固溶处理完成后，将得到的产品在180℃保温30小时进行时效处理，得到耐热稀土镁合金。

按照GB/T 13298-2015《金属显微组织检验方法》的标准，对本发明实施例1制备得到的耐热稀土镁合金进行组织检测，检测结果如图2所示，图2为本发明实施例1制备得到的耐热稀土镁合金的Mg-Sm-Al长条形状的析出相。

实施例2

制备目标成分的耐热稀土镁合金：Sm：3wt％；Gd：3wt％；Al：1.5wt％；Mn：1wt％，余量为Mg及不可避免的杂质。

将Mg源、Sm源、Al源、Mn源和Gd源按照上述目标成分进行配比，并去除各组分原料表面的氧化皮并将它们预热至250℃；

将铁坩埚预热至500℃，加入Mg源，炉温升至730℃，并通入体积比为1:100的SF₆和CO₂混合的保护气；

待Mg源完全熔化后，加入上述预热至250℃的Sm源、Al源和Gd源，搅拌10分钟均匀；

上述搅拌完成后，炉温升至770℃，加入上述预热至250℃的Mn源，搅拌10分钟均匀，得到熔体；

上述搅拌完成后，炉温降至750℃，在熔体中通入氩气除氢；

除氢完成后，加入6号熔剂进行精炼，静置45分钟；

上述静置完成后，将炉温设置为740℃，保温10分钟，将合金熔体浇铸到钢制水冷模具中，得到耐热铸造镁合金；

将所述耐热铸造镁合金在400℃保温5小时后升温至460℃保温10小时，然后升温至520℃保温10小时，在实现固溶处理的同时逐级析出Mg-Sm-Al基面相；

上述固溶处理完成后，将得到的产品在200℃保温20小时进行时效处理，得到耐热稀土镁合金。

实施例3

制备目标成分的耐热稀土镁合金：Sm：5wt％；Y：3wt％；Al：2wt％；Mn：1.5wt％，余量为Mg及不可避免的杂质。

将Mg源、Sm源、Al源、Mn源和Y源按照上述目标成分进行配比，并去除各组分原料表面的氧化皮并将它们预热至300℃；

将铁坩埚预热至500℃，加入Mg源，炉温升至760℃，并通入体积比为1:100的SF₆和CO₂混合的保护气；

待Mg源完全熔化后，加入上述预热至300℃的Sm源、Al源和Y源，搅拌15分钟均匀；

上述搅拌完成后，炉温升至770℃，加入上述预热至300℃的Mn源，搅拌15分钟均匀，得到熔体；

上述搅拌完成后，炉温降至750℃，在熔体中通入氩气除氢；

除氢完成后，加入6号熔剂进行精炼，静置45分钟；

上述静置完成后，将炉温设置为740℃，保温10分钟，将合金熔体浇铸到钢制水冷模具中，得到耐热铸造镁合金；

将所述耐热铸造镁合金在450℃保温10小时后升温至500℃保温15小时，然后升温至540℃保温15小时，在实现固溶处理的同时逐级析出Mg-Sm-Al基面相；

上述固溶处理完成后，将得到的产品在215℃保温25小时进行时效处理，得到耐热稀土镁合金。

实施例4

制备目标成分的耐热稀土镁合金：Sm：6wt％；Gd：3wt％；Al：1.5wt％；Mn：1wt％，余量为Mg及不可避免的杂质。

将Mg源、Sm源、Al源、Mn源和Y源按照上述目标成分进行配比，去除各组分原料表面的氧化皮并将它们预热至300℃；

将铁坩埚预热至500℃，加入Mg源，炉温升至760℃，并通入体积比为1:100的SF₆和CO₂混合的保护气；

待Mg源完全熔化后，加入上述预热至300℃的Sm源、Al源和Y源，搅拌15分钟均匀；

上述搅拌完成后，炉温升至770℃，加入上述预热至300℃的Mn源，搅拌15分钟均匀，得到熔体；

上述搅拌完成后，炉温降至750℃，在熔体中通入氩气除氢；

除氢完成后，加入6号熔剂进行精炼，静置45分钟；

上述静置完成后，将炉温设置为750℃，保温10分钟，将合金熔体浇铸到钢制水冷模具中，得到耐热铸造镁合金；

将所述耐热铸造镁合金在350℃保温8小时后升温至480℃保温12小时，然后升温至530℃保温12小时，在实现固溶处理的同时逐级析出Mg-Sm-Al基面相；

上述固溶处理完成后，将得到的产品在200℃保温35小时进行时效处理，得到耐热稀土镁合金。

比较例1

按照实施例3所述的方法制备得到耐热稀土镁合金，与实施例3的区别在于，制备目标成分的耐热稀土镁合金：Sm：6wt％；Y：4wt％；Mn：1.5wt％，余量为Mg及不可避免的杂质。

比较例2

按照实施例3所述的方法制备得到耐热稀土镁合金，与实施例3的区别在于，制备目标成分的耐热稀土镁合金：Y：5.5wt％；Al：4.5；Mn：1.5wt％，余量为Mg及不可避免的杂质。

比较例3

按照实施例3所述的方法制备得到耐热稀土镁合金，与实施例3的区别在于，制备目标成分的耐热稀土镁合金：Sm：6.5wt％；Al：3.5wt％；Mn：1.5wt％，余量为Mg及不可避免的杂质。

比较例4

制备耐热成分的目标稀土镁合金：Al：8.5wt％；Zn：0.5wt％；Mn：0.35wt％；RE：0.4wt％；Yb：1.0wt％；Sm：2.0wt％；Sr：0.2wt％；余量为Mg及不可避免的杂质：RE为富铈混合稀土：Ce：65wt％，La：34.6wt％，Pr：0.10wt％，Nd：0.18wt％，Fe：0.07wt％，Si：0.03wt％，Cu：0.01wt％，Ni：0.01wt％。

将纯镁锭、纯铝锭、纯锌锭、含2％锰的镁锰中间合金，含20％混合稀土的镁稀土中间合金、含15％镱的镁镱中间合金，含20％钐的镁钐中间合金，含15％锶的镁锶中间合金在730℃下进行熔炼，搅拌10分钟得到均匀的合金液；

使炉温升温至750℃通入氩气除氢，通气持续时间为20秒；

通气完毕后，加入6号熔剂精炼，然后静置40分钟，得到合金液；

使炉温降至695℃，将合金液进行压铸，压铸速度为2m/s，压铸时间为20s，得到压铸镁合金。

将所述压铸镁合金在350℃保温8小时后升温至480℃保温12小时，然后升温至530℃保温12小时，进行固溶处理；

上述固溶处理完成后，将得到的产品在200℃保温35小时进行时效处理，得到耐热稀土镁合金。

实施例5

采用国产DDL-100电子万能试验机对本发明实施例和比较例制备得到的耐热稀土镁合金的力学性能进行测试，测试结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例制备得到的耐热稀土镁合金力学性能测试结果。按照GB/T2039-2012《金属材料单轴拉伸蠕变试验方法》的标准，测试本发明实施例和比较例制备得到的耐热稀土镁合金的高温蠕变性能，检测结果如表2所示，表2为本发明实施例和比较例制备得到的耐热稀土镁合金的高温蠕变性能。

表1 本发明实施例和比较例制备得到的耐热稀土镁合金力学性能测试结果

表2本发明实施例和比较例制备得到的耐热稀土镁合金的高温蠕变性能

样品	稳态蠕变速率(S-1)	100小时蠕变应变(％)
			实施例1	3.16×10-9	0.37
实施例2	2.06×10-9	0.31
			实施例3	1.83×10-9	0.25
实施例4	1.86×10-9	0.25
			比较例1	1.88×10-9	0.25
比较例2	2.85×10-9	0.41
			比较例3	3.86×10-9	0.51
比较例4	6.15×10-9	0.53

由以上实施例可知，本发明提供了一种耐热稀土镁合金，成分为：2～6wt％的Sm；0～6wt％的重稀土元素；0.5～4wt％的Al；0.2～2wt％的Mn；余量为Mg及不可避免的杂质。本发明利用Mg、Sm、Al元素形成一种全新的Mg-Sm-Al基面析出相，在高温条件下，Mg-Sm-Al相会有效抑制非基面滑移，而在此基础上引入重稀土元素，形成Mg-RE析出相(大多数为β柱面析出相，少量为γ基面析出相)，同时强化镁合金基体，镁合金基体中这两类相的存在可以有效抑制高温柱面滑移、锥面滑移和基面滑移，进而提高镁合金高温强度。

以上所述是本发明的优选实施方案，应当指出，对于本技术领域一般的技术人员来说，在不脱离本发明专利的原理及核心思想的前提下，还可以做出若干的修饰和改进，这些修饰和改进也视为本发明专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐热稀土镁合金，成分为：

2～6wt％的Sm；

0～6wt％的重稀土元素；

0.5～4wt％的Al；

0.2～2wt％的Mn；

余量为Mg及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的耐热稀土镁合金，其特征在于，所述Sm的质量含量为3～6％。

3.根据权利要求1所述的耐热稀土镁合金，其特征在于，所述重稀土元素为Eu、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的耐热稀土镁合金，其特征在于，所述重稀土元素的质量含量为2～6％。

5.根据权利要求1所述的耐热稀土镁合金，其特征在于，所述Al的质量含量为1～3％。

6.根据权利要求1所述的耐热稀土镁合金，其特征在于，所述Sm和Al的质量比为(2～5):1。

7.根据权利要求1所述的耐热稀土镁合金，其特征在于，所述Mn的质量含量为0.3～1.5％。

8.根据权利要求1所述的耐热稀土镁合金，其特征在于，所述耐热稀土镁合金的成分为：

3～5wt％的Sm；

3～5wt％的重稀土元素；

1～3wt％的Al；

0.2～1wt％的Mn；

余量为Mg及不可避免的杂质。

9.一种权利要求1所述的耐热稀土镁合金的制备方法，包括：

将Mg源、Sm源、Al源、Mn源和重稀土源进行配料，得到混合料；

将所述混合料进行熔炼，得到混合液；

将所述合金液进行浇铸，得到耐热铸造镁合金；

将所述耐热铸造镁合金进行热处理，得到耐热稀土镁合金。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述热处理的方法为：

将所述耐热铸造镁合金在300～530℃温度区间升温进行固溶处理，然后再进行时效处理，得到耐热稀土镁合金。