一種添加稀土La以提高ZL302合金力學性能的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種添加稀土 La以提高ZL302合金力學性能的方法，屬于ZL302合金 性能優(yōu)化技術領域。
【背景技術】
[0002] 我國的稀土資源十分豐富，據(jù)2003年英國Roskill信息公司公布的數(shù)據(jù)，我國 的稀土儲量為2 700萬t，占世界總蘊量的30· 7%。如何大力開發(fā)和利用如此豐富的稀土 資源已成為我國材料界的一個新的研究熱點。在鑄造 Al-Mg合金系中，ZL302合金有高溫 強度、抗蝕性能、焊接性能、鑄造性能好，切削加工性能優(yōu)越，但由于不能熱處理，力學性 能比ZL301低得多。ZL302合金主要用于制造在海水、燃氣等腐蝕介質下承受中等載荷的發(fā) 動機、轉子、葉片、內燃機、石化氣泵殼等零件，這些部件對材料的抗拉強度、伸長率、硬度 等力學性能都提出了很高的要求。為此，常采用在ZL302合金中加入細化元素的方法提高 其性能，其中Zr和稀土元素 Sc以及Zr和Sc的復合作用經(jīng)常被探討，它們的細化效果明 顯，但由于價格昂貴，限制了其在工業(yè)生產(chǎn)中的實際應用。La雖價格低廉，但La在ZL302 合金中的單獨作用則鮮有報道。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術問題：提供一種添加稀土 La以提高ZL302合金力學性能的方 法，能夠細化ZL302合金力的晶粒，提高ZL302合金的力學性能，以克服現(xiàn)有技術的不足。
[0004] 本發(fā)明的技術方案： 一種添加稀土 La以提高ZL302合金力學性能的方法，在鑄態(tài)ZL302合金中添加稀土 La 元素，所述稀土 La元素以質量分數(shù)計為0. 5%~1. 5%，余量為ZL302合金，采用常規(guī)的冶煉 方式進行冶煉。
[0005] 所述的稀土 La元素以質量分數(shù)計為1%,余量為ZL302合金。
[0006] 所述的稀土 La元素以中間合金的方式添加。
[0007] 所述的中間合金為Al-10La合金 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明通過在鑄態(tài)ZL302合金加入La以后，ZL302合金中原有的黑色骨骼狀的Mg2Si 相被細化成短棒狀，灰色網(wǎng)狀的AlFeMnSi相逐漸被細化成斷續(xù)、彌散的骨骼狀，同時由于 La及其化合物的存在還出現(xiàn)了針條狀、顆粒狀的新相，與加入La前相比，ZL302合金的晶 粒明顯細化，合金的力學性能得到了明顯的改善，并且當La元素以質量分數(shù)計為0. 5%~ 1. 5%時的效果最好。
[0008]
【附圖說明】： 圖1為未添加 La前的ZL302合金組織圖； 圖2為添加 La后的ZL302合金組織圖； 圖3是ZL302合金的抗拉強度隨La含量的變化曲線； 圖4是ZL302合金的伸長率隨La含量的變化曲線； 圖5是ZL302合金的硬度隨La含量的變化曲線。
[0009]
【具體實施方式】： 實施例： 用純鋁和純鎂配制Al-12Mg合金，在金屬型中澆注成鋁鎂合金錠。配制試驗所用合金 時，Mg的質量分數(shù)為10%。用純鋁和純硅配制Al-15Si、純A1和純La。
[0010] 配制Al-10La合金，純鋁的純度為99 · 7%，純Mg、純Lu的純度均為99. 9% (質量 分數(shù)）。共配制了 8 種 Al-5Mg-lSi-xLa(x=0, 0· 2, 0· 5, 0· 8, 1. 0, 1. 2, 1. 5, 2. 0)合金（各元 素含量均為質量分數(shù)），在中頻感應電爐中將純鋁及各中間合金進行熔煉，用紅外測溫儀 測得金屬液溫度在700°C左右時，加入C2C16進行排氣、除渣。熔煉工藝見表1。
[0011] 在金屬型中燒注的試樣執(zhí)行錯合金拉伸試驗金屬型鑄造試樣標準。該試樣不 經(jīng)過熱處理，在WE-30型液壓式萬能材料試驗機和HDI-1875型布氏硬度計上進行拉伸 試驗和硬度試驗。對ZL302合金（Al-5Mg-Si合金）和Al-5Mg-Si-La兩種合金，采用 HITACHIS-2570型金相顯微鏡和JSM-6380LA型掃描電鏡進行顯微組織分析和SEM分析。
[0012] 由圖1和圖2對比可知，加入La以前，ZL302合金的晶粒較粗大，晶粒邊界清晰， 加入La以后，晶粒明顯細化，主要在于黑色骨骼狀的Mg2Si相被細化成短棒狀，灰色網(wǎng)狀 的AlFeMnSi相逐漸被細化成斷續(xù)、彌散的骨骼狀。同時由于La及其化合物的存在還出現(xiàn) 了針條狀、顆粒狀的新相。
[0013] 由圖3至圖5可知，所添加的La元素占 0. 5%~1. 5%時效果較好，其中在1%時達 到頂峰。
【主權項】
1. 一種添加稀土 La以提高ZL302合金力學性能的方法，其特征在于：在鑄態(tài)ZL302合 金中添加稀土 La元素，所述稀土 La元素以質量分數(shù)計為0. 5%~1. 5%,余量為ZL302合金， 采用常規(guī)的冶煉方式進行冶煉。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種添加稀土 La以提高ZL302合金力學性能的方法，其特征 在于：所述的稀土 La元素以質量分數(shù)計為1%,余量為ZL302合金。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種添加稀土 La以提高ZL302合金力學性能的方法，其特征 在于：所述的稀土 La元素以中間合金的方式添加。4. 根據(jù)權利要求3所述的一種添加稀土 La以提高ZL302合金力學性能的方法，其特征 在于：所述的中間合金為Al-10La合金。
【專利摘要】為了細化ZL302合金力的晶粒，提高ZL302合金的力學性能，本發(fā)明公開了一種添加稀土La以提高ZL302合金力學性能的方法，在鑄態(tài)ZL302合金中添加稀土La元素，所述稀土La元素以質量分數(shù)計為0.5%～1.5%，余量為ZL302合金，采用常規(guī)的冶煉方式進行冶煉。
【IPC分類】C22C21/00, C22C1/03
【公開號】CN105568020
【申請?zhí)枴緾N201410290071
【發(fā)明人】張亞薈
【申請人】張亞薈
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年10月8日