一種長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相增強(qiáng)Mg?RE?Ni鎂合金半固態(tài)坯料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相增強(qiáng)Mg?RE?Ni鎂合金半固態(tài)坯料及其制備方法。該半固態(tài)坯料成分組成(原子百分比)為:Mg100?x?yRExNiy,其中RE為Gd、Y兩種元素中至少一種,2<x<4,0.7<y<1.5。該半固態(tài)坯料的制備方法是以純Mg、純Gd、純Y和純Ni為原料,先熔煉制備成母合金錠,再經(jīng)過低溫半固態(tài)等溫?zé)崽幚?,之后水淬獲得鎂合金半固態(tài)坯料。本發(fā)明提供的長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相增強(qiáng)Mg?RE?Ni鎂合金屬于高強(qiáng)度鎂合金,其半固態(tài)成形溫度低,固相含量隨溫度變化的敏感性低、所得固相顆粒圓整度高;本發(fā)明提供的半固態(tài)坯料的制備方法,制備溫度低、氧化和燃燒少、過程容易控制、適合采用半固態(tài)成形技術(shù)制備高強(qiáng)度、形狀復(fù)雜的鎂合金零件。
【專利說明】
一種長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相増強(qiáng)Mg-RE-N i鎂合金半固態(tài)坯料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬材料技術(shù)領(lǐng)域的合金半固態(tài)坯料及其制備方法,具體涉及一種長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相增強(qiáng)鎂合金半固態(tài)坯料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半固態(tài)金屬成形技術(shù)具有高效、節(jié)能、近(凈)成形生產(chǎn)、成形件性能高等許多優(yōu)點(diǎn),被譽(yù)為21世紀(jì)最具前景的金屬材料加工技術(shù),尤其是鎂合金的半固態(tài)成形,可大大降低普通壓鑄方法生產(chǎn)鎂合金零部件時(shí)的氧化、燃燒以及氣孔和縮松等缺陷,為鎂合金的大范圍推廣和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。制備具有非枝晶組織的優(yōu)質(zhì)半固態(tài)坯料是半固態(tài)成形的前提。鎂合金半固態(tài)坯料的制備方法很多,比如機(jī)械攪拌法、電磁攪拌法、超聲波振動(dòng)法、應(yīng)力誘發(fā)熔體激活法、近液相線澆注法以及半固態(tài)等溫?zé)崽幚矸ǖ取F渲校牍虘B(tài)等溫?zé)崽幚矸ㄊ菍⒔饘倥髁显诠桃簝上鄿囟葏^(qū)間內(nèi)進(jìn)行等溫?zé)崽幚?,使合金由枝晶組織轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙罨蚍侵ЫM織的方法,具有工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單,易操作的優(yōu)點(diǎn)。更重要的是,該方法無需單獨(dú)制備半固態(tài)坯料,而在半固態(tài)成形前的二次加熱過程中實(shí)現(xiàn)半固態(tài)組織的非枝晶化而形成半固態(tài)坯料,減少了工藝步驟,降低了半固態(tài)成形的工藝成本,是一種較為理想的鎂合金半固態(tài)坯料制備方法。
[0003]半固態(tài)等溫?zé)崽幚碇苽滏V合金半固態(tài)還料的方法已成功用于Mg-Al、Mg-Zn、Mg-RE系合金。近十幾年,一種新型長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的鎂合金吸引了人們的注意。采用快速凝固粉末冶金方法制備的長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)強(qiáng)化的Mg-Y-Zn鎂合金,室溫拉伸屈服強(qiáng)度最高達(dá)610 MPa,而延伸率也超過5%;423K時(shí),屈服強(qiáng)度也達(dá)到510 MPa,這是目前制備的強(qiáng)度最高的鎂合金。隨著研究不斷深入,研究者普遍認(rèn)為長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的鎂合金可成為新一代高強(qiáng)度高韌性鎂合金。河村能人的發(fā)明專利“高強(qiáng)度高韌性鎂合金及其制備方法”(CN 10145417 B,2011年5月25日)提出Mg -RE-Ni鎂合金為長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的高強(qiáng)度高韌性鎂合金,并提出針對(duì)該鎂合金的兩類材料加工方法,一類是快速凝固,另一類是塑性加工方法。然而,這兩類材料加工方法都無法獲得形狀復(fù)雜,體積較大的產(chǎn)品。然而,近來,半固態(tài)成形技術(shù)可以獲得形狀復(fù)雜,且體積較大的產(chǎn)品,同時(shí)可減少了其成形零件中的鑄造缺陷,提高了零件的力學(xué)性能,是一種近凈成形技術(shù),可實(shí)現(xiàn)少、無余量加工。因此,將半固態(tài)成形技術(shù)應(yīng)用于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)增強(qiáng)Mg-RE-Ni鎂合金的加工,可進(jìn)一步擴(kuò)展高強(qiáng)度高韌性鎂合金的應(yīng)用范圍,滿足航空航天對(duì)材料日益苛刻的要求。經(jīng)文獻(xiàn)查詢,目前尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)半固態(tài)等溫?zé)崽幚碇苽溟L(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)增強(qiáng)Mg-RE-Ni鎂合金的半固態(tài)坯料研究報(bào)道。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有研究的不足,提供一種適用于半固態(tài)等溫?zé)崽幚碇苽浒牍虘B(tài)合金坯料方法的長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相增強(qiáng)Mg-RE-Ni鎂合金半固態(tài)坯料及其制備方法,解決半固態(tài)形成技術(shù)關(guān)鍵問題一一半固態(tài)坯料的制備,為高強(qiáng)度高韌性鎂合金的半固態(tài)成形提供技術(shù)支持。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明所涉及的半固態(tài)坯料,是一種長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相增強(qiáng)的Mg-RE-Ni合金半固態(tài)坯料, 該還料的成分組成(原子百分比)表不為:Mgi〇〇—x-yRExNiy,其中RE為Gd、Y兩種兀素中至少一種,2<x<4,0.7<y<1.5〇
[0006]本發(fā)明所涉及的鎂合金半固態(tài)坯料的制備方法如下:以純Mg、純Gd、純Y、純Ni為原料,按照鎂合金配方配料;首先將Mg熔化后溫度升至760 °C,之后加入純Gd、純Y和純Ni,隨后將升溫至790°C保溫90 min,并攪拌均勻;然后降溫至 690°C保溫5 min,隨后將金屬液體以30°C/s的冷卻速度冷卻,凝固獲得母合金錠;最后將母合金錠置于熱處理爐中,在高于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相熔化溫度而低于Mg相熔化溫度的溫度范圍內(nèi),任選一個(gè)溫度進(jìn)行等溫?zé)崽幚?,保?0?30 min,之后水淬獲得鎂合金半固態(tài)坯料。
[0007]所述等溫?zé)崽幚頊囟鹊淖罴阎禐楦哂陂L(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相熔化溫度20°C;所述保溫時(shí)間最佳值為20min。保溫時(shí)間依等溫?zé)崽幚頊囟榷?,溫度越高,保溫時(shí)間越短。
[0008]本發(fā)明提供的鎂合金半固態(tài)坯料是長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相增強(qiáng)的鎂合金半固態(tài)坯料,屬于高強(qiáng)度高韌性鎂合金,其半固態(tài)成形溫度低,固相含量隨溫度變化的敏感性低、所得固相顆粒圓整度高;本發(fā)明提供的半固態(tài)坯料的制備方法,制備溫度低、氧化和燃燒少、過程容易控制、適合采用半固態(tài)成形技術(shù)制備高強(qiáng)度、形狀復(fù)雜的鎂合金零件?!靖綀D說明】
[0009]圖1(a)是實(shí)施例1的半固態(tài)坯料組織形貌,圖1(b)是實(shí)施例1的半固態(tài)合金坯料的XRD圖譜;圖2(a)是實(shí)施例2的半固態(tài)坯料組織形貌,圖2(b)是實(shí)施例2的半固態(tài)坯料的XRD圖譜;圖3(a)是實(shí)施例3的半固態(tài)坯料組織形貌,圖3(b)是實(shí)施例3的半固態(tài)坯料的XRD圖譜;圖4(a)是實(shí)施例4的半固態(tài)坯料組織形貌,圖4(b)是實(shí)施例4的半固態(tài)坯料的XRD圖譜;圖5(a)是實(shí)施例5的半固態(tài)坯料組織形貌,圖5(b)是實(shí)施例5的半固態(tài)坯料的XRD圖譜;圖6(a)是實(shí)施例6的半固態(tài)坯料組織形貌,圖6(b)是實(shí)施例6的半固態(tài)坯料的XRD圖譜;圖7(a)是實(shí)施例7的半固態(tài)坯料組織形貌,圖7(b)是實(shí)施例7的半固態(tài)坯料的XRD圖譜;圖8(a)是實(shí)施例8的半固態(tài)坯料組織形貌,圖8(b)是實(shí)施例8的半固態(tài)坯料的XRD圖譜;圖9(a)是實(shí)施例9的半固態(tài)坯料組織形貌,圖9(b)是實(shí)施例9的半固態(tài)坯料的XRD圖譜?!揪唧w實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施,給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程。
[00?1 ] 實(shí)施例1:Mg97.3Gd2N1.7鎂合金半固態(tài)還料,該還料包含以下組分(按原子百分比):Mg:97.3%,Gd:2%,N1:0.7%。
[0012]該合金的半固態(tài)坯料的制備方法如下:
以純Mg、純Gd、純Ni為原料,按照Mg97.3Gd2N1.7合金配方配料;首先將Mg熔化后溫度升至760°C,之后加入純Gd和純Ni,隨后將升溫至790°C保溫90 min,并攪拌均勻;然后降溫至690°C保溫5 min,隨后將金屬液體以30°C/s的冷卻速度冷卻,凝固獲得母合金錠。
[0013]對(duì)母合金錠進(jìn)行熱分析表明,母合金錠中的長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相恪化溫度為537°C,而Mg相熔化溫度的溫度為585°C;在高于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相熔化溫度而低于Mg相熔化溫度的溫度區(qū)間,選擇557°C為等溫?zé)崽幚頊囟?,進(jìn)行等溫?zé)崽幚?,保?0min,之后水淬獲得鎂合金半固態(tài)坯料。
[0014]圖1(a)為Mg97.3Gd2N1.7合金半固態(tài)坯料的微觀顯微組織,其中亮白色為Mg相固相顆粒,圓整度為0.83,而暗黑色為長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相,體積分?jǐn)?shù)為30%;圖1(13)為1%97.36(12附().7合金半固態(tài)坯料的XRD圖譜,表明半固態(tài)坯料由Mg相和長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相組成。圖1表明所制備的Mg97.3Gd2NiQ.7合金半固態(tài)坯料有著優(yōu)良的半固態(tài)組織。
[0015]實(shí)施例2:Mg97.3GdiYiN1.7鎂合金半固態(tài)還料,該還料包含以下組成(按原子百分比):Mg:97.3%,Gd:1%,Y:1%,N1:0.7%。
[0016]該合金的半固態(tài)坯料的制備方法如下:
以純Mg、純Gd、純Y、純Ni為原料,按照Mg97.SGd1Y1N1.7合金配方配料;首先將Mg熔化后溫度升至760°C,之后加入純Gd、純Y和純Ni,隨后將升溫至790°C保溫90 min,并攪拌均勻;然后降溫至690°C保溫5 min,隨后將金屬液體以30°C/s的冷卻速度冷卻,凝固獲得母合金錠。
[0017]對(duì)母合金錠進(jìn)行熱分析表明,母合金錠中的長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相恪化溫度為545°C,而Mg相熔化溫度的溫度為583°C;在高于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相熔化溫度而低于Mg相熔化溫度的溫度區(qū)間,選擇565°C為等溫?zé)崽幚頊囟?,進(jìn)行等溫?zé)崽幚?,保?0min,之后水淬獲得鎂合金半固態(tài)坯料。
[0018]圖2(a)為Mg97.SGd1Y1N1.?半固態(tài)坯料的微觀顯微組織,其中亮白色為Mg相固相顆粒,圓整度為0.82,而暗黑色為長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相,體積分?jǐn)?shù)為30%;圖2(b)為Mg97.SGd1Y1Niu合金半固態(tài)坯料的XRD圖譜,表明半固態(tài)坯料由Mg相和長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相組成。圖2表明所制備的Mg97.3GdlYlNi0.7合金半固態(tài)坯料有著優(yōu)良的半固態(tài)組織。
[0019]實(shí)施例3:]\%97.3¥2祖0.7鎂合金半固態(tài)還料,該還料包含以下組成(按原子百分比):Mg:97.3%,Y:2%,Ni:0.7%o
[0020]該合金的半固態(tài)坯料的制備方法如下:
以純Mg、純Y、純Ni為原料,按照Mg97.3Y2N1.7合金配方配料;首先將Mg熔化后溫度升至760 0C,之后加入純Y和純Ni,隨后將升溫至790 °C保溫90 min,并攪拌均勻;然后降溫至690°C保溫5 min,隨后將金屬液體以30°C/s的冷卻速度冷卻,凝固獲得母合金錠。
[0021]對(duì)母合金錠進(jìn)行熱分析表明,母合金錠中的長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相恪化溫度為552°C,而Mg相熔化溫度的溫度為595°C;在高于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相熔化溫度而低于Mg相熔化溫度的溫度區(qū)間,選擇572°C為等溫?zé)崽幚頊囟?,進(jìn)行等溫?zé)崽幚?,保?0min,之后水淬獲得鎂合金半固態(tài)坯料。[〇〇22]圖3(a)為Mg97.3Y2N1.7合金半固態(tài)坯料的微觀顯微組織,其中亮白色為Mg相固相顆粒,圓整度為0.82,而暗黑色為長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相,體積分?jǐn)?shù)為30%;圖3(b)為Mg97.3Y2Ni〇.7合金半固態(tài)坯料的XRD圖譜,表明半固態(tài)坯料由Mg相和長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相組成。圖3表明所制備的 Mg97.3Y2Ni〇.7合金半固態(tài)坯料有著優(yōu)良的半固態(tài)組織。[0〇23] 實(shí)施例4:]\%95.96(13附1.1鎂合金半固態(tài)還料,該還料包含以下組成(按原子百分比): Mg:95.9%,Gd:3%,N1:l.l%。
[0024]該合金的半固態(tài)坯料的制備方法如下:以純Mg、純Gd、純Ni為原料,按照Mg95.gGcbNh.1合金配方配料;首先將Mg熔化后溫度升至760°C,之后加入純Gd和純Ni,隨后將升溫至790°C保溫90 min,并攪拌均勻;然后降溫至 690°C保溫5 min,隨后將金屬液體以30°C/s的冷卻速度冷卻,凝固獲得母合金錠。
[0025]對(duì)母合金錠進(jìn)行熱分析表明,母合金錠中的長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相恪化溫度為537°C,而Mg 相熔化溫度的溫度為595°C;在高于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相熔化溫度而低于Mg相熔化溫度的溫度區(qū)間,選擇557°C為等溫?zé)崽幚頊囟?,進(jìn)行等溫?zé)崽幚?,保?0min,之后水淬獲得鎂合金半固態(tài)坯料。[〇〇26]圖4(a)為Mg95.gGcbNh.1合金半固態(tài)坯料的微觀顯微組織,其中亮白色為Mg相固相顆粒,圓整度為0.83,而暗黑色為長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相,體積分?jǐn)?shù)為38%;圖4(b)為Mg^gGcbNiu合金半固態(tài)坯料的XRD圖譜,表明半固態(tài)坯料由Mg相和長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相組成。圖4表明所制備的 Mg^GcbNiu合金半固態(tài)坯料有著優(yōu)良的半固態(tài)組織。
[0027]實(shí)施例5:]\%95.9〇(11.5¥1.5附1.1鎂合金半固態(tài)還料,該還料包含以下組成(按原子百分比):Mg:95 ? 9%,Gd: 1 ? 5%,Y: 1 ? 5%,N1: 1 ? 1%。
[0028]該合金的半固態(tài)坯料的制備方法如下:以純Mg、純Gd、純Y、純Ni為原料,按照Mg95.9GcU.5Yl 5Nh.1合金配方配料;首先將Mg熔化后溫度升至760 °C,之后加入純Gd、純Y和純Ni,隨后將升溫至790 °C保溫90 min,并攪拌均勻;然后降溫至690°C保溫5 min,隨后將金屬液體以30°C/s的冷卻速度冷卻,凝固獲得母合金錠。
[0029]對(duì)母合金錠進(jìn)行熱分析表明,母合金錠中的長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相恪化溫度為545°C,而Mg 相熔化溫度的溫度為586°C;在高于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相熔化溫度而低于Mg相熔化溫度的溫度區(qū)間,選擇565°C為等溫?zé)崽幚頊囟?,進(jìn)行等溫?zé)崽幚恚?0min,之后水淬獲得鎂合金半固態(tài)坯料。
[0030]圖5 (a)為Mg95.9GcU.5Y1.5Ni 1.1半固態(tài)坯料的微觀顯微組織,其中亮白色為Mg相固相顆粒,圓整度為0.83,而暗黑色為長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相,體積分?jǐn)?shù)為38%;圖5(b)為 Mg^gGduYuNiu合金半固態(tài)坯料的XRD圖譜,表明半固態(tài)坯料由Mg相和長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相組成。圖5表明所制備的Mg95.9Gd1.5Y1.5Ni 1.1合金半固態(tài)還料有著優(yōu)良的半固態(tài)組織。[0〇31 ]實(shí)施例6:Mg95.9Y3Ni1.1鎂合金半固態(tài)還料,該還料包含以下組成(按原子百分比):Mg:95.9%, Y:3%,Ni:l.l%〇
[0032]該合金的半固態(tài)坯料的制備方法如下:以純Mg、純Y、純Ni為原料,按照Mg^gYsNiu合金配方配料;首先將Mg熔化后溫度升至760 °C,之后加入純Y和純Ni,隨后將升溫至790 °C保溫90 min,并攪拌均勻;然后降溫至690°C保溫5 min,隨后將金屬液體以30°C/s的冷卻速度冷卻,凝固獲得母合金錠。
[0033]對(duì)母合金錠進(jìn)行熱分析表明,母合金錠中的長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相恪化溫度為552°C,而Mg相熔化溫度的溫度為598°C;在高于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相熔化溫度而低于Mg相熔化溫度的溫度區(qū)間,選擇572°C為等溫?zé)崽幚頊囟?,進(jìn)行等溫?zé)崽幚?,保?0min,之后水淬獲得鎂合金半固態(tài)坯料。
[0034]圖6(a)為Mg95.9Y3Ni1.工合金半固態(tài)坯料的微觀顯微組織,其中亮白色為Mg相固相顆粒,圓整度為0.83,而暗黑色為長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相,體積分?jǐn)?shù)為38%;圖6(b)為Mg95.W3Ni1.1合金半固態(tài)坯料的XRD圖譜,表明半固態(tài)坯料由Mg相和長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相組成。圖6表明所制備的Mg95.!^Y3Nii1合金半固態(tài)坯料有著優(yōu)良的半固態(tài)組織。
[0035]實(shí)施例7:Mg94.5Gd4Ni1.5鎂合金半固態(tài)還料,該還料包含以下組成(按原子百分比):Mg:94.5%,Gd:4%,N1:1.5%。
[0036]該合金的半固態(tài)坯料的制備方法如下:
以純Mg、純Gd、純Ni為原料,按照Mg94.SGd4Ni1.5合金配方配料;首先將Mg熔化后溫度升至760°C,之后加入純Gd和純Ni,隨后將升溫至790°C保溫90 min,并攪拌均勻;然后降溫至690°C保溫5 min,隨后將金屬液體以30°C/s的冷卻速度冷卻,凝固獲得母合金錠。
[0037]對(duì)母合金錠進(jìn)行熱分析表明,母合金錠中的長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相恪化溫度為537°C,而Mg相熔化溫度的溫度為593°C;在高于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相熔化溫度而低于Mg相熔化溫度的溫度區(qū)間,選擇557°C為等溫?zé)崽幚頊囟?,進(jìn)行等溫?zé)崽幚?,保?0min,之后水淬獲得鎂合金半固態(tài)坯料。
[0038]圖7(a)為Mg94.SGcUNi1.5合金半固態(tài)坯料的微觀顯微組織,其中亮白色為Mg相固相顆粒,圓整度為0.82,而暗黑色為長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相,體積分?jǐn)?shù)為45%;圖7(b)為Mgi5GcUNi1.5合金半固態(tài)坯料的XRD圖譜,表明半固態(tài)坯料由Mg相和長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相組成。圖7表明所制備的Mg9^GcUNii5合金半固態(tài)坯料有著優(yōu)良的半固態(tài)組織。
[0039]實(shí)施例8:Mg94.5Gd2Y2Ni1.5鎂合金半固態(tài)還料,該還料包含以下組成(按原子百分比):Mg:94.5%,Gd:2%,Y:2%,N1:1.5%。
[0040]該合金的半固態(tài)坯料的制備方法如下:
以純Mg、純Gd、純Y、純Ni為原料,按照Mg94.5Gd2Y2Ni ι.5合金配方配料;首先將Mg熔化后溫度升至760°C,之后加入純Gd、純Y和純Ni,隨后將升溫至790°C保溫90 min,并攪拌均勻;然后降溫至690°C保溫5 min,隨后將金屬液體以30°C/s的冷卻速度冷卻,凝固獲得母合金錠。
[°041 ]對(duì)母合金錠進(jìn)行熱分析表明,母合金錠中的長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相恪化溫度為545°C,而Mg相熔化溫度的溫度為583°C;在高于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相熔化溫度而低于Mg相熔化溫度的溫度區(qū)間,選擇565°C為等溫?zé)崽幚頊囟?,進(jìn)行等溫?zé)崽幚恚?0min,之后水淬獲得鎂合金半固態(tài)坯料。
[0042]圖8(a)為Mg94.5Gd2Y2Ni!.5半固態(tài)坯料的微觀顯微組織,其中亮白色為Mg相固相顆粒,圓整度為0.83,而暗黑色為長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相,體積分?jǐn)?shù)為45%;圖8(b)為Mgi5Gd2Y2Ni1.5合金半固態(tài)坯料的XRD圖譜,表明半固態(tài)坯料由Mg相和長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相組成。圖8表明所制備的Mg94.^Gd2Y2Ni 5合金半固態(tài)坯料有著優(yōu)良的半固態(tài)組織。[0〇43] 實(shí)施例9:]\%94.5¥4附1.5鎂合金半固態(tài)還料,該還料包含以下組成(按原子百分比):Mg:94.5%, Y:4%,Ni:1.5%〇
[0044]該合金的半固態(tài)坯料的制備方法如下:以純Mg、純Y、純Ni為原料,按照MgisYaNiu合金配方配料;首先將Mg熔化后溫度升至 760 °C,之后加入純Y和純Ni,隨后將升溫至790 °C保溫90 min,并攪拌均勻;然后降溫至690 °C保溫5 min,隨后將金屬液體以30°C/s的冷卻速度冷卻,凝固獲得母合金錠。[〇〇45]對(duì)母合金錠進(jìn)行熱分析表明,母合金錠中的長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相熔化溫度為552°C,而Mg 相熔化溫度的溫度為591°c;在高于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相熔化溫度而低于Mg相熔化溫度的溫度區(qū)間,選擇572°C為等溫?zé)崽幚頊囟龋M(jìn)行等溫?zé)崽幚?,保?0min,之后水淬獲得鎂合金半固態(tài)坯料。[〇〇46]圖9 (a)為Mg94.5Y4Ni 1.5合金半固態(tài)坯料的微觀顯微組織,其中亮白色為Mg相固相顆粒,圓整度為0.83,而暗黑色為長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相,體積分?jǐn)?shù)為45%;圖9(b)為MgisYaNiu合金半固態(tài)坯料的XRD圖譜,表明半固態(tài)坯料由Mg相和長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相組成。圖9表明所制備的 MgisYaNiu合金半固態(tài)坯料有著優(yōu)良的半固態(tài)組織。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相增強(qiáng)Mg-RE-Ni鎂合金半固態(tài)坯料,其特征在于:其成分組成(原子 百分比)表示為x—yRExNiy,其中RE為Gd、Y兩種元素中至少一種,2<x<4,0.7<y< 1.5〇2.根據(jù)權(quán)利要求1所述長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相增強(qiáng)Mg-RE-Ni鎂合金半固態(tài)坯料,其特征在于:半 固態(tài)坯料由Mg相和長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相組成,且長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相的體積分?jǐn)?shù)不低于30%。3.—種長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相增強(qiáng)Mg-RE-Ni鎂合金半固態(tài)坯料的制備方法,其特征在于:以純 Mg、純Gd、純Y、純Ni為原料,按照權(quán)利要求1所述鎂合金配方配料;首先將Mg熔化后溫度升至 760 °C,之后加入純Gd、純Y和純Ni,隨后將升溫至790 °C保溫90 min,并攪拌均勻;然后降溫 至690°C保溫5 min,隨后將金屬液體以30°C/s的冷卻速度冷卻,凝固獲得母合金錠;最后 將母合金錠置于熱處理爐中,在高于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相熔化溫度而低于Mg相熔化溫度的溫度范 圍內(nèi)任選一個(gè)溫度進(jìn)行等溫?zé)崽幚?,保?0?30 min,之后水淬獲得鎂合金半固態(tài)坯料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相增強(qiáng)Mg-RE-Ni鎂合金半固態(tài)坯料的制備方法 中,等溫?zé)崽幚淼淖罴褱囟葹楦哂陂L(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)相熔化溫度20°C,最佳保溫時(shí)間為20 min。
【文檔編號(hào)】C22C23/06GK106086559SQ201610455881
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】尹健, 盧春輝
【申請(qǐng)人】南昌航空大學(xué)