一種添加中間合金的az61鎂合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種添加中間合金的AZ61鎂合金及其制備方法，屬于AZ61鎂合金性 能優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] AZ61鎂合金因具有較好的綜合性能而得到廣泛使用，但隨著科技的發(fā)展，各行業(yè) 對(duì)其綜合性能提出更高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：提供一種添加中間合金的AZ61鎂合金及其制備方法， 旨在提高AZ61鎂合金的綜合性能，以滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)的需要。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案： 一種添加中間合金的AZ61鎂合金，包括AZ61鎂合金，在鑄態(tài)AZ61鎂合金中添加 Al-5Ti-0. 25C或Al-8Ti-2C中間合金，所述Al-5Ti-0. 25C中間合金以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為0. 4%， 所述Al-8Ti-2C中間合金以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為0. 25%，余量為AZ61鎂合金。
[0005] 合金制備方法為：將AZ61鎂合金放入坩堝爐料熔化后升溫至730°C加入中間合金 并攪拌30 s左右，然后保溫20 min，以確保中間合金完全熔化，當(dāng)溫度降至720°C，直接 提出坩堝并澆入預(yù)熱至200°C的鋼模具中即可。
[0006] 本發(fā)明的有益效果： 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明添加 Al- 5Ti- 0. 25C和Al- 8Ti- 2C中間合金后，合金的晶 粒細(xì)化明顯，合金的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率得到了提高，合金的耐腐蝕性能得到了改善。
[0007]
【附圖說(shuō)明】： 圖1為添加 Al-Ti、Al-Ti-C中間合金前后AZ61合金的鑄態(tài)顯微組織； 圖2為中間合金的添加對(duì)AZ61鎂合金腐蝕率的影響。
[0008]
【具體實(shí)施方式】： 實(shí)施例： 選用三種中間合金，分別為Al-5%Ti、Al-5%Ti- 0. 25%C和Al-8%Ti- 2%C(質(zhì)量分?jǐn)?shù)） (以下簡(jiǎn)稱(chēng)Al- 5Ti、Al- 5Ti-0. 25C和Al- 8Ti- 2C中間合金）。實(shí)驗(yàn)合金的化學(xué)成分和 晶粒細(xì)化劑的加入量見(jiàn)表1。合金在配有PID溫控系統(tǒng)的SG2-3-12型坩堝電阻爐中熔化， 在熔煉過(guò)程中，使用覆蓋劑配合Ar氣防止鎂合金的氧化燃燒。為了避免熔煉過(guò)程中引入 其它雜質(zhì)，所用坩堝為純石墨坩堝，并且在坩堝內(nèi)外表面涂上1層涂料，以減少坩堝的氧 化。爐料熔清后升溫至730°C加入中間合金并攪拌30 s左右，然后保溫20 min，以確保中 間合金完全熔化。當(dāng)溫度降至720°C，直接提出坩堝澆入預(yù)熱至200°C的鋼模具中。
[0009] 表1實(shí)驗(yàn)合金的化學(xué)成分和晶粒細(xì)化劑的加入量 試樣序號(hào) 實(shí)驗(yàn)合金 晶粒細(xì)化劑 加入量w(%) 1 AZ61 - - 2 AZ61-0.02Ti Al- 5Ti 0.4 3 AZ61-0.02Ti-0.001C Al- 5Ti- 0. 25C 0.4 4 AZ61-0. 02Ti- 0. 005C Al- 8Ti- 2C 0. 25 澆注試棒經(jīng)機(jī)加工后在WDW1020型微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，每 組測(cè)試3根，結(jié)果采用其平均值。鎂合金的耐腐蝕性能采用失重法測(cè)定鎂合金的腐蝕速 度，合金的腐蝕試驗(yàn)在5%的NaCl水溶液中（20°C )進(jìn)行72 h腐蝕，按腐蝕樣品的失重率 測(cè)定，每組重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次，結(jié)果取平均值，具體的計(jì)算方法見(jiàn)公式（1)。v=(Wl-W2V(Sxt) (1)式中v以質(zhì)量表示的腐蝕速度，gAm2xh) ;W1 腐蝕前試樣的重量，g ;W2清除 腐蝕產(chǎn)物后試樣的重量，g ;S試樣的表面積，m2 ;t腐蝕進(jìn)行的時(shí)間，h。從拉伸試棒 夾頭部位取樣進(jìn)行分析，為使晶界清晰，試樣在410°C下固溶處理20 h后在冷水中淬火。 試樣經(jīng)過(guò)鑲嵌、磨平、拋光后浸蝕，浸蝕劑為3%草酸溶液。浸蝕后用蒸餾水沖洗干凈，再 用吹風(fēng)機(jī)吹干。顯微組織采用金相顯微分析系統(tǒng)對(duì)試樣進(jìn)行觀察。
[0010] 結(jié)果與分析： 圖1所示為添加 Al-Ti、Al-Ti-C中間合金前后AZ61合金在鑄態(tài)下的顯微組織。圖 la為未添加中間合金的AZ61的鑄態(tài)組織，主要由基體A-相和離異共晶析出的化合物 B-Mgl7A112相組成，B相主要沿晶界連續(xù)或斷續(xù)分布且尺寸較大，也有少量以顆粒狀分布 于晶內(nèi)。添加〇. 4%Al-5Ti中間合金后，晶粒有所粗化，但相仍沿晶界連續(xù)或斷續(xù)分布（圖 lb)，這與文獻(xiàn)[7]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的。而分別添加了 Al- 5Ti-0. 25C和Al- 8Ti- 2C中 間合金后的AZ61的鑄態(tài)組織發(fā)生了明顯的變化（圖lc和d)，晶粒尺寸明顯減小，相多以 顆粒狀形式存在，而且Al- 8Ti- 2C中間合金的細(xì)化能力要優(yōu)于Al- 5Ti- 0. 25C中間合 金。于是可以得出這樣的結(jié)論，Al- 8Ti- 2C中間合金對(duì)AZ61鎂合金組織的細(xì)化能力最強(qiáng)。
[0011] 表2所列為經(jīng)Al- Ti、Al- Ti- C中間合金處理前后AZ61合金鑄態(tài)下的拉伸性 能。可以看出，合金的力學(xué)性能與合金的晶粒細(xì)化是分不開(kāi)的。4#試樣的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng) 率最高，分別比未添加中間合金的1#試樣AZ61提高了 11. 9%和32. 8%，這是晶界強(qiáng)化和 彌散強(qiáng)化共同作用的結(jié)果。添加 Al- 8Ti- 2C中間合金后使晶粒得到了細(xì)化，細(xì)化晶粒不 但可以提高材料的強(qiáng)度，而且可以提高伸長(zhǎng)率，此謂晶界強(qiáng)化[13] ;A1- 8Ti-2C中間合金 中存在著大量的細(xì)小顆粒相TiC，彌散分布于AZ61中可以起到釘扎位錯(cuò)的作用，此謂彌散 強(qiáng)化。另外，B相由連續(xù)或斷續(xù)網(wǎng)狀轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀，也可減少對(duì)基體的割裂作用，提高材 料的力學(xué)性能。
[0012] 圖2為添加 Al-Ti、Al-Ti-C中間合金對(duì)AZ61鎂合金耐腐蝕性能的影響?？梢钥?出，添加中間合金后AZ61鎂合金的腐蝕率都下降了，也就是耐腐蝕性能得到了改善，但改 善的程度與添加中間合金的種類(lèi)有關(guān)，Al- 5Ti- 0. 25C中間合金的效果最好，Al-8Ti-2C 中間合金次之，Al-5Ti是三種中間合金中效果最次的。Al-5Ti中間合金對(duì)AZ61耐腐蝕性 能的改善，可能是由于Ti對(duì)鎂合金液中Fe等雜質(zhì)元素的/凈化0,但由于晶粒粗化，致 使效果較差。Α1-5??- 0. 25C中間合金對(duì)AZ61耐腐蝕性能改善的可能原因 ，一是由于Ti 對(duì)鎂合金液中Fe等雜質(zhì)元素的/凈化0,二是晶粒細(xì)化，細(xì)小的晶粒組織具有更好的耐腐 蝕性能[14]。Al- 8Ti- 2C中間合金對(duì)AZ61耐腐蝕性能的改善可能是由于晶粒得到了細(xì) 化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種添加中間合金的AZ61鎂合金，包括AZ61鎂合金，其特征在于：在鑄態(tài)AZ61鎂 合金中添加 Al-5Ti-0. 25C或Al-8Ti-2C中間合金，所述Al-5Ti-0. 25C中間合金以質(zhì)量分 數(shù)計(jì)為0. 4%，所述Al-8Ti-2C中間合金以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為0. 25%，余量為AZ61鎂合金。2. 如權(quán)利要求1所述的一種添加中間合金的AZ61鎂合金的制備方法，其特征在于：制 備方法為：將AZ61鎂合金放入坩堝爐料熔化后升溫至730°C加入中間合金并攪拌30 s左 右，然后保溫20 min，以確保中間合金完全熔化，當(dāng)溫度降至720°C，直接提出坩堝并澆入 預(yù)熱至200°C的鋼模具中即可。
【專(zhuān)利摘要】為了提高AZ61鎂合金的綜合性能，以滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)的需要，本發(fā)明公開(kāi)了一種添加中間合金的AZ61鎂合金及其制備方法，包括AZ61鎂合金，在鑄態(tài)AZ61鎂合金中添加Al-5Ti-0.25C或Al-8Ti-2C中間合金，所述Al-5Ti-0.25C中間合金以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為0.4%，所述Al-8Ti-2C中間合金以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為0.25%，余量為AZ61鎂合金。
【IPC分類(lèi)】C22C1/03, C22C23/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105568099
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410304559
【發(fā)明人】韓朔
【申請(qǐng)人】韓朔
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2014年10月8日