高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金及其制備方法
【專利摘要】高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金及其制備方法，它涉及一種合金及其制備方法。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的方法制備的合金中稀土含量較高的技術(shù)問題。本發(fā)明合金由Zn、Y、Gd、Zr和Mg組成。制備方法：稱取原料，將純鎂加入到坩堝內(nèi)，并將坩堝加熱，然后向坩堝內(nèi)通入CO2和SF6的混合氣體進(jìn)行保護(hù)；純鎂完全融化后，依次加入其他原料；制備鑄錠；將鑄錠均勻化處理再擠壓，在時(shí)效溫度保溫，冷卻，即得。本發(fā)明的稀土總含量低于6wt％，通過提高鋅含量和Zn/RE原子比獲得穩(wěn)定準(zhǔn)晶相和長(zhǎng)周期有序結(jié)構(gòu)相(LPSO)，本發(fā)明合金的拉抗強(qiáng)度大于500MPa，延伸率大于5％。本發(fā)明屬于合金的制備領(lǐng)域。
【專利說明】高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種合金及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 鎂合金作為最輕質(zhì)的商用金屬工程結(jié)構(gòu)材料，具有比強(qiáng)度和比彈性模量高、阻尼 吸震降噪性能優(yōu)越、鑄造成型性好、易于回收利用等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為"21世紀(jì)綠色結(jié)構(gòu)材料"， 具有廣泛的應(yīng)用前景。近年來，鎂及其合金作為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料引起了廣泛的關(guān)注。其中， 稀土鎂合金具有優(yōu)異的室溫力學(xué)性能和耐熱性能，尤其是含有大量Gd和Y的高稀土含量 變形鎂合金具有超高強(qiáng)高韌性，其抗拉強(qiáng)度高于500MPa，拉伸延伸率高于5% (Effect of ageing treatment on the microstructure, texture and mechanical properties of extruded Mg-8. 2Gd-3. 8Y-lZn-〇. 4Zr (wt. % ) alloy ；一種超高強(qiáng)稀土鎂合金板材及其制備 方法-發(fā)明專利審定授權(quán)說明書CN201110331370)。但這些超高強(qiáng)Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金中 稀土含量均高于12wt%，導(dǎo)致合金的成本太高，限制了這些超高強(qiáng)鎂合金的大規(guī)模商業(yè)應(yīng) 用。因此，開發(fā)低成本超高強(qiáng)鎂合金對(duì)拓寬鎂合金的商業(yè)應(yīng)用具有重要意義。在Mg-Zn-RE 中，當(dāng)鎂合金中的Zn/RE質(zhì)量比例低于0. 6時(shí)，在常規(guī)鑄造條件下就可以生成周期堆垛有序 結(jié)構(gòu)（LPS0)，可顯著提高合金的強(qiáng)度和韌性，可采用常規(guī)鑄造和變形工藝制備出屈服強(qiáng)度 大于450MPa，抗拉強(qiáng)度大于550MPa的變形鎂合金，但合金中的稀土含量均高于12 %，顯著 增加了合金成本。另一方面，當(dāng)合金中的Zn/Y原子比提高到4之后，合金中會(huì)形成穩(wěn)定的 二十面體準(zhǔn)晶相（I-Phase)，這種準(zhǔn)晶相也是鎂合金的有效強(qiáng)化相，可導(dǎo)致鎂合金的強(qiáng)度和 韌性顯著提高，但其強(qiáng)化效果有限，抗拉強(qiáng)度一般均在400MPa以下，此系列合金中的稀土 含量較低，合金成本相對(duì)較低。因此開發(fā)稀土含量低于6wt%、超高強(qiáng)高韌（抗拉強(qiáng)度大于 500MPa、延伸率大于5% )的低成本超高強(qiáng)耐熱鎂合金是目前超高強(qiáng)鎂合金研發(fā)的一個(gè)挑 戰(zhàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的方法制備的合金中稀土含量較高的技術(shù)問題，提 供了一種高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金及其制備方法。
[0004] 高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金按照質(zhì)量百分比由8-12 % Zn、1-6 % Y、1-6 % Gd、0. 3-0. 7% Zr和余量的Mg組成。
[0005] 高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的制備方法如下：
[0006] 一、按照質(zhì)量百分比 8-12% Zn、l-6% Y、l-6% Gd、0· 3-0. 7% Zr 和余量的 Mg 的比 例稱取純鎂、純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間合金；
[0007] 二、將低碳鋼坩堝預(yù)熱到300°C，然后在坩堝內(nèi)壁噴上速干性高溫潤(rùn)滑脫模劑；
[0008] 三、將純鎂加入到坩堝內(nèi)，并將坩堝加熱至760°C，然后向坩堝內(nèi)通入C02和SF 6的 混合氣體進(jìn)行保護(hù)；
[0009] 四、純鎂完全融化后，依次加入純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間 合金；
[0010] 五、在co2和SF6的混合氣體進(jìn)行保護(hù)的條件下，靜置二十分鐘后，除渣并將溫度降 至720°C，除去熔融合金表面的浮渣，然后將坩堝以220mm/min的速率下降并通過環(huán)形噴射 冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，待合金表面凝固之后將坩堝完全浸沒在水中，在大量水蒸氣的作用下， 鑄錠脫離坩堝，最后取出鑄錠；
[0011] 六、將鑄錠在400-500°C下均勻化處理16-24小時(shí)，再將均勻化處理后的鑄錠在擠 壓溫度290°C -410°C、擠壓比為8-24的條件下，在擠壓機(jī)上以5-20cm/min擠壓速率進(jìn)行擠 壓，得到擠壓態(tài)合金，然后將擠壓態(tài)合金在時(shí)效溫度175°C _225°C的條件下保溫16-32小 時(shí)，在空氣中冷卻后，即得高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金。
[0012] 本發(fā)明主要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，開發(fā)一種低成本Mg-Zn-Y-Gd-Zr高強(qiáng)鎂合金， 其稀土總含量低于6wt%，通過提高鋅含量和Zn/RE原子比獲得穩(wěn)定準(zhǔn)晶相和長(zhǎng)周期有序 結(jié)構(gòu)相（LPS0)，通過準(zhǔn)晶相、LPS0相和納米析出相的復(fù)合強(qiáng)韌化顯著提高合金的力學(xué)性 能，合金的拉抗強(qiáng)度大于500MPa，延伸率大于5%。
[0013] 本發(fā)明中原料Zn以純Zn添加，Y以Mg-30wt. % Y中間合金形式添加，Gd以 Mg-30wt. % Gd中間合金形式添加，Zr以Mg-25% Zr中間合金形式添加，Mg采用的是工業(yè) 用純鎂。
[0014] 準(zhǔn)晶和長(zhǎng)周期有序相（LPS0)相均是鎂合金中的重要強(qiáng)韌化相，但這兩種相通常 不會(huì)同時(shí)生成，本發(fā)明通過控制Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金Zn元素和稀土元素的含量和比例，最 大限度地減少稀土元素含量，開發(fā)了一種準(zhǔn)晶和LPS0相和其它納米析出相復(fù)合強(qiáng)化的低 成本高Zn含量超高強(qiáng)韌鎂合金，推進(jìn)高性能鎂合金在高【技術(shù)領(lǐng)域】的應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是實(shí)驗(yàn)一得到的Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的形貌分析圖，圖中I表示準(zhǔn)晶相，W表 不共晶相，LPS0表不長(zhǎng)周期有序相；
[0016] 圖2是實(shí)驗(yàn)二得到的Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的形貌分析圖，圖中I表示準(zhǔn)晶相，W表 不共晶相，LPS0表不長(zhǎng)周期有序相；
[0017] 圖3是實(shí)驗(yàn)三得到的Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的形貌分析圖，圖中I表示準(zhǔn)晶相，W表 不共晶相，LPS0表不長(zhǎng)周期有序相；
[0018] 圖4是實(shí)驗(yàn)四得到的Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的形貌分析圖，圖中I表示準(zhǔn)晶相；
[0019] 圖5是圖1中LPS0相在透射電鏡下的形貌圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】間的 任意組合。

【具體實(shí)施方式】 [0021] 一：本實(shí)施方式高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金按照質(zhì)量百分比 由 8-12% Zn、l-6% Y、l-6% Gd、0. 3-0. 7% Zr 和余量的 Mg 組成。

【具體實(shí)施方式】 [0022] 二：本實(shí)施方式與一不同的是高強(qiáng)度高韌性 Mg-Zn-Y-Gd-Zr 合金按照質(zhì)量百分比由 8. 12% Zn、5. 95% Y、1. 01 % Gd、0. 31 % Zr 和余量的 Mg組成。其它與一相同。

【具體實(shí)施方式】 [0023] 三：本實(shí)施方式與一或二之一不同的是高強(qiáng)度高韌性 Mg-Zn-Y-Gd-Zr 合金按照質(zhì)量百分比由 10. 06% Ζη、4· 75% Y、L 32% Gd、0. 46% Zr 和余量 的Mg組成。其它與一或二之一相同。

【具體實(shí)施方式】 [0024] 四：本實(shí)施方式與一至三之一不同的是高強(qiáng)度高韌性 Mg-Zn-Y-Gd-Zr 合金按照質(zhì)量百分比由 10. 76% Ζη、3· 16% Υ、3· 01% Gd、0. 45% Zr 和余量 的Mg組成。其它與一至三之一相同。

【具體實(shí)施方式】 [0025] 五：本實(shí)施方式與一至四之一不同的是高強(qiáng)度高韌性 Mg-Zn-Y-Gd-Zr 合金按照質(zhì)量百分比由 11. 59% Ζη、1· 16% Υ、4· 76% Gd、0. 68% Zr 和余量 的Mg組成。其它與一至四之一相同。

【具體實(shí)施方式】 [0026] 六：一中所述高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的制 備方法如下：
[0027] 一、按照質(zhì)量百分比 8-12% Zn、l-6% Y、l-6% Gd、0. 3-0. 7% Zr 和余量的 Mg 的比 例稱取純鎂、純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間合金；
[0028] 二、將低碳鋼坩堝預(yù)熱到300°C，然后在坩堝內(nèi)壁噴上速干性高溫潤(rùn)滑脫模劑；
[0029] 三、將純鎂加入到坩堝內(nèi)，并將坩堝加熱至760°C，然后向坩堝內(nèi)通入C02和SF6的 混合氣體進(jìn)行保護(hù)；
[0030] 四、純鎂完全融化后，依次加入純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間 合金；
[0031] 五、在C02和SF6的混合氣體進(jìn)行保護(hù)的條件下，靜置二十分鐘后，除渣并將溫度降 至720°C，除去熔融合金表面的浮渣，然后將坩堝以220mm/min的速率下降并通過環(huán)形噴射 冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，待合金表面凝固之后將坩堝完全浸沒在水中，在大量水蒸氣的作用下， 鑄錠脫離坩堝，最后取出鑄錠；
[0032] 六、將鑄錠在400-500°C下均勻化處理16-24小時(shí)，再將均勻化處理后的鑄錠在擠 壓溫度290°C -410°C、擠壓比為8-24的條件下，在擠壓機(jī)上以5-20cm/min擠壓速率進(jìn)行擠 壓，得到擠壓態(tài)合金，然后將擠壓態(tài)合金在時(shí)效溫度175°C _225°C的條件下保溫16-32小 時(shí)，在空氣中冷卻后，即得高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金。
[0033] 本實(shí)施方式中步驟二中所述速干性高溫潤(rùn)滑脫模劑購(gòu)自韓國(guó)NABAKEM公司生產(chǎn) 的BN SPRAY，超干性超高溫用白色潤(rùn)滑脫模劑。

【具體實(shí)施方式】 [0034] 七：本實(shí)施方式與六不同的是步驟一中所述Mg-Y中 間合金中Y的質(zhì)量百分含量為30%，Mg-Gd中間合金中Gd的質(zhì)量百分含量為25%，Mg-Zr 中間合金中Zr的質(zhì)量百分含量為25%。其它與六相同。

【具體實(shí)施方式】 [0035] 八：本實(shí)施方式與六或七不同的是步驟三和步驟五中 所述C0 2和SF6的混合氣體中S F6體積含量為10%。其它與六或七相同。

【具體實(shí)施方式】 [0036] 九：本實(shí)施方式與六至八之一不同的是步驟一中按照 質(zhì)量百分比由10. 06% Zn、4. 75% Y、l. 32% Gd、0. 46% Zr和余量Mg的比例稱取純鎂、純鋅、 Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間合金。其它與六至八之一相同。

【具體實(shí)施方式】 [0037] 十：本實(shí)施方式與六至九之一不同的是步驟一中按照 質(zhì)量百分比由10. 76% Zn、3. 16% Y、3. 01 % Gd、0. 55% Zr和余量Mg的比例稱取純鎂、純鋅、 Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間合金。其它與六至九之一相同。
[0038] 采用下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明效果：
[0039] 實(shí)驗(yàn)一：
[0040] 高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的制備方法如下：
[0041] 一、按照質(zhì)量百分比由 8. 12% Ζη、5· 95% Υ、1· 01% Gd、0. 31% Zr 和余量 Mg 的比 例稱取純鎂、純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間合金；
[0042] 二、將低碳鋼坩堝預(yù)熱到300°C，然后在坩堝內(nèi)壁噴上速干性高溫潤(rùn)滑脫模劑；
[0043] 三、將加入到坩堝內(nèi)，并將坩堝加熱至720°C，然后向坩堝內(nèi)通入C02和SF 6的混合 氣體進(jìn)行保護(hù)；
[0044] 四、純鎂完全融化后，依次加入純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間 合金；
[0045] 五、在C02和SF6的混合氣體進(jìn)行保護(hù)的條件下，靜置二十分鐘后，除渣并將溫度降 至700°C，除去熔融合金表面的渣子，然后將坩堝以220mm/min的速率下降并通過環(huán)形噴射 冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，待合金表面凝固之后將坩堝完全浸沒在水中，在大量水蒸氣的作用下， 鑄錠脫離坩堝，最后取出鑄錠；
[0046] 六、將鑄錠在400°C下均勻化處理16小時(shí)，再將均勻化處理后的鑄錠在擠壓溫度 300°C ±10°C、擠壓比為8的條件下，在擠壓機(jī)上以5cm/min擠壓速率進(jìn)行擠壓，得到擠壓態(tài) 合金，然后將擠壓態(tài)合金在時(shí)效溫度175°C的條件下保溫16小時(shí)，在空氣中冷卻后，即得高 強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金。
[0047] 實(shí)驗(yàn)二：
[0048] 高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的制備方法如下：
[0049] 一、按照質(zhì)量百分比由 10. 06% Ζη、4· 75% Υ、1· 32% Gd、0. 46% Zr 和余量 Mg 的比 例稱取純鎂、純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間合金；
[0050] 二、將低碳鋼坩堝預(yù)熱到300°C，然后在坩堝內(nèi)壁噴上速干性高溫潤(rùn)滑脫模劑；
[0051] 三、將加入到坩堝內(nèi)，并將坩堝加熱至720°C，然后向坩堝內(nèi)通入C02和SF 6的混合 氣體進(jìn)行保護(hù)；
[0052] 四、純鎂完全融化后，依次加入純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間 合金；
[0053] 五、在C02和SF6的混合氣體進(jìn)行保護(hù)的條件下，靜置二十分鐘后，除渣并將溫度 降至700°C，除去熔融合金表面的渣子，然后將坩堝以220mm/min的速率下降并通過環(huán)形噴 射冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，待合金表面凝固之后將坩堝完全浸沒在水中，，在大量水蒸氣的作用 下，鑄錠脫離坩堝，最后取出鑄錠；
[0054] 六、將鑄錠在400°C下均勻化處理16小時(shí)，再將均勻化處理后的鑄錠在擠壓溫度 300°C ±10°C、擠壓比為8的條件下，在擠壓機(jī)上以5cm/min擠壓速率進(jìn)行擠壓，得到擠壓態(tài) 合金，然后將擠壓態(tài)合金在時(shí)效溫度175°C的條件下保溫16小時(shí)，在空氣中冷卻后，即得高 強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金。
[0055] 實(shí)驗(yàn)三：
[0056] 高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的制備方法如下：
[0057] 一、按照質(zhì)量百分比由 10. 76% Ζη、3· 16% Υ、3· 01% Gd、0. 55% Zr 和余量的 Mg 的 比例稱取純鎂、純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間合金；
[0058] 二、將低碳鋼坩堝預(yù)熱到300°C，然后在坩堝內(nèi)壁噴上速干性高溫潤(rùn)滑脫模劑；
[0059] 三、將加入到坩堝內(nèi)，并將坩堝加熱至720°C，然后向坩堝內(nèi)通入C02和SF6的混合 氣體進(jìn)行保護(hù)；
[0060] 四、純鎂完全融化后，依次加入純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間 合金；
[0061] 五、在C02和SF6的混合氣體進(jìn)行保護(hù)的條件下，靜置二十分鐘后，除渣并將溫度 降至700°C，除去熔融合金表面的渣子，然后將坩堝以220mm/min的速率下降并通過環(huán)形噴 射冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，待合金表面凝固之后將坩堝完全浸沒在水中，，在大量水蒸氣的作用 下，鑄錠脫離坩堝，最后取出鑄錠；
[0062] 六、將鑄錠在400°C下均勻化處理16小時(shí)，再將均勻化處理后的鑄錠在擠壓溫度 300°C ±10°C、擠壓比為8的條件下，在擠壓機(jī)上以5cm/min擠壓速率進(jìn)行擠壓，得到擠壓態(tài) 合金，然后將擠壓態(tài)合金在時(shí)效溫度175°C的條件下保溫16小時(shí)，在空氣中冷卻后，即得高 強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金。
[0063] 實(shí)驗(yàn)四：
[0064] 高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的制備方法如下：
[0065] 一、按照質(zhì)量百分比由 11. 59% Ζη、1· 16% Υ、4· 76% Gd、0. 68% Zr 和余量的 Mg 的 比例稱取純鎂、純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間合金；
[0066] 二、將低碳鋼坩堝預(yù)熱到300°C，然后在坩堝內(nèi)壁噴上速干性高溫潤(rùn)滑脫模劑；
[0067] 三、將加入到坩堝內(nèi)，并將坩堝加熱至720°C，然后向坩堝內(nèi)通入C02和SF 6的混合 氣體進(jìn)行保護(hù)；
[0068] 四、純鎂完全融化后，依次加入純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間 合金；
[0069] 五、在C02和SF6的混合氣體進(jìn)行保護(hù)的條件下，靜置二十分鐘后，除渣并將溫度 降至700°C，除去熔融合金表面的渣子，然后將坩堝以220mm/min的速率下降并通過環(huán)形噴 射冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，待合金表面凝固之后將坩堝完全浸沒在水中，，在大量水蒸氣的作用 下，鑄錠脫離坩堝，最后取出鑄錠；
[0070] 六、將鑄錠在400°C下均勻化處理16小時(shí)，再將均勻化處理后的鑄錠在擠壓溫度 300°C ±10°C、擠壓比為8的條件下，在擠壓機(jī)上以5cm/min擠壓速率進(jìn)行擠壓，得到擠壓態(tài) 合金，然后將擠壓態(tài)合金在時(shí)效溫度175°C的條件下保溫16小時(shí)，在空氣中冷卻后，即得高 強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金。
[0071] 實(shí)驗(yàn)一至實(shí)驗(yàn)四所得高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的力學(xué)性能如表1所示。
[0072] 表 1
[0073]

【權(quán)利要求】
1. 高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金，其特征在于高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金 按照質(zhì)量百分比由8-12% Zn、l-6% Y、l-6% Gd、0. 3-0. 7% Zr和余量的Mg組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金，其特征在于高強(qiáng)度高韌性 Mg-Zn-Y-Gd-Zr 合金按照質(zhì)量百分比由 8. 12% Zn、5. 95% Y、l. 01% Gd、0. 31% Zr 和余量的 Mg組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金，其特征在于高強(qiáng)度高韌性 Mg-Zn-Y-Gd-Zr 合金按照質(zhì)量百分比由 10.06% Ζη、4· 75 % Y、L 32 % Gd、0. 46 % Zr 和余量 的Mg組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金，其特征在于高強(qiáng)度高韌性 Mg-Zn-Y-Gd-Zr 合金按照質(zhì)量百分比由 10. 76% Ζη、3· 16% Υ、3· 01% Gd、0. 45% Zr 和余量 的Mg組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金，其特征在于高強(qiáng)度高韌性 Mg-Zn-Y-Gd-Zr 合金按照質(zhì)量百分比由 11. 59% Ζη、1· 16% Υ、4· 76% Gd、0. 68% Zr 和余量 的Mg組成。
6. 權(quán)利要求1所述高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的制備方法，其特征在于它的制 備方法如下： 一、 按照質(zhì)量百分比8-12% Zn、l-6% Y、l-6% Gd、0. 3-0. 7% Zr和余量的Mg的比例稱 取純鎂、純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間合金； 二、 將低碳鋼坩堝預(yù)熱到300°C，然后在坩堝內(nèi)壁噴上速干性高溫潤(rùn)滑脫模劑； 三、 將純鎂加入到坩堝內(nèi)，并將坩堝加熱至760°C，然后向坩堝內(nèi)通入C02和SF6的混合 氣體進(jìn)行保護(hù)； 四、 純鎂完全融化后，依次加入純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間合 金； 五、 在C02和SF6的混合氣體進(jìn)行保護(hù)的條件下，靜置二十分鐘后，除渣并將溫度降至 720°C，除去熔融合金表面的浮渣，然后將坩堝以220mm/min的速率下降并通過環(huán)形噴射冷 卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，待合金表面凝固之后將坩堝完全浸沒在水中，在大量水蒸氣的作用下，鑄 錠脫離坩堝，最后取出鑄錠； 六、 將鑄錠在400-500°C下均勻化處理16-24小時(shí)，再將均勻化處理后的鑄錠在擠壓溫 度290°C -410°C、擠壓比為8-24的條件下，在擠壓機(jī)上以5-20cm/min擠壓速率進(jìn)行擠壓， 得到擠壓態(tài)合金，然后將擠壓態(tài)合金在時(shí)效溫度175°C _225°C的條件下保溫16-32小時(shí)，在 空氣中冷卻后，即得高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的制備方法，其特征在于步 驟一中所述Mg-Y中間合金中Y的質(zhì)量百分含量為30%，Mg-Gd中間合金中Gd的質(zhì)量百分 含量為25%，Mg-Zr中間合金中Zr的質(zhì)量百分含量為25%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的制備方法，其特征在于步 驟三和步驟五中所述C02和SF 6的混合氣體中S F6體積含量為10%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的制備方法，其特征 在于步驟一中按照質(zhì)量百分比由10. 06% Zn、4. 75% Y、l. 32% Gd、0. 46% Zr和余量Mg的 比例稱取純鎂、純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間合金。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述高強(qiáng)度高韌性Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金的制備方法，其特征 在于步驟一中按照質(zhì)量百分比由10. 76% Zn、3. 16% Y、3. 01% Gd、0. 55% Zr和余量Mg的 比例稱取純鎂、純鋅、Mg-Y中間合金、Mg-Gd中間合金和Mg-Zr中間合金。
【文檔編號(hào)】C22F1/06GK104152770SQ201410461083
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】鄭明毅, 姜漢斯, 喬曉光, 池元清, 吳昆
申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)