一種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金及其制備方法，鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為：Gd 8.0％、Y 3.0％、Nd 0.5％、Zr 0.5％，余量為Mg。本發(fā)明的高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金室溫抗拉強(qiáng)度為大于等于311MPa、屈服強(qiáng)度大于等于256MPa、伸長率大于等于4.8％；250℃抗拉強(qiáng)度大于等于200MPa、屈服強(qiáng)度大于等于160MPa、伸長率大于等于15.0％。具有良好的室溫和高溫力學(xué)性能，可廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車等行業(yè)。
【專利說明】
一種高強(qiáng)耐熱鑄造鏌合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金及其制備方法，屬于金屬材料領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]鎂合金是目前工業(yè)應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、 電磁屏蔽和減震性好、尺寸穩(wěn)定、易于加工成形和容易回收等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、航空航天、兵器等領(lǐng)域有著十分廣闊的應(yīng)用前景。但鎂合金的強(qiáng)度低、高溫性能差等缺點(diǎn)限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。因此，提高鎂合金的強(qiáng)度和高溫性能，是鎂合金研究開發(fā)的熱點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是制備出室溫抗拉強(qiáng)度為大于311MPa、屈服強(qiáng)度大約256MPa、伸長率大約4.8% ;的高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金，其特征在于:
[0006]鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分&S:Gd8.0-12.0%、Y2.0-6.0%、Nd0.4-1.0%、Zr0.4-1.0%，余量為 Mg。
[0007]鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 8.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%，余量為Mg。
[0008]鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 9.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.3%，余量為Mg。
[0009]鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 10.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%，余量為Mg。
[0010]—種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金的制備方法，制備方法如下:
[0011]1)原料，按照質(zhì)量份數(shù)為:50-60份純鎂、25-30份Mg-Gd、25-30份Mg-Y、25-30份Mg-Nd、25-30份Mg-Zr中間合金進(jìn)行配料；
[0012]2)熔煉:采用坩堝電阻爐，將鎂錠在熔劑(現(xiàn)有保護(hù)熔劑或SF6+C0^合氣體)保護(hù)下加熱，待鎂錠完全熔化后在780?800 °C加入Mg-Gd中間合金，待Mg-Gd熔化后熔液溫度回升至760?780 °C加入Mg-Y中間合金，待Mg-Y熔化后熔液溫度回升至760?780 °C加入Mg-Nd 中間合金，待Mg-Nd熔化后熔液溫度回升至780?800 °C加入Mg-Zr中間合金，待其熔化后撇去表面浮渣，攪拌2?5min;
[0013]3)精煉:待熔液溫度回升至760?780°C，加入RJ-6熔劑，不斷電精煉5?20min;然后升溫至770?810°C，靜置10?30min;
[0014]4)澆注:靜置后，回溫至760?780°C進(jìn)行澆注，模具采用砂型或金屬型；[〇〇15]5)熱處理:制得的合金經(jīng)500?535°C，固溶8-16h和200-250°C時(shí)效8-24h處理后，空冷，得到高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金。
[0016] 一種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金，該鎂合金在室溫抗拉強(qiáng)度為大于等于311MPa、屈服強(qiáng)度大于等于256MPa、伸長率大于等于4.8%;當(dāng)升溫到250°0300°(:后抗拉強(qiáng)度大于等于 200MPa、屈服強(qiáng)度大于等于160MPa、伸長率大于等于15.0%。
[0017]鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 8.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%， 余量為Mg;鎂合金室溫抗拉強(qiáng)度為360MPa、屈服強(qiáng)度為320MPa、伸長率為5.0% ;250°C抗拉強(qiáng)度為200MPa、屈服強(qiáng)度為160MPa、伸長率為15.0%。
[0018]鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 9.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.3%， 余量為Mg;室溫抗拉強(qiáng)度為31 IMPa、屈服強(qiáng)度為256MPa、伸長率為4.8% ;250°C抗拉強(qiáng)度為 27810^、屈服強(qiáng)度為22510^、伸長率為10.5%。[0〇19]鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 10.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr0.5 %，余量為Mg;室溫抗拉強(qiáng)度為377MPa、屈服強(qiáng)度為333MPa、伸長率為5.0 % ; 300°C抗拉強(qiáng)度為210MPa、屈服強(qiáng)度為175MPa、伸長率為17.0%。
[0020]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0021]本發(fā)明的高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金室溫抗拉強(qiáng)度為大于等于31 IMPa、屈服強(qiáng)度大于等于256MPa、伸長率大于等于4.8%;250°C抗拉強(qiáng)度大于等于200MPa、屈服強(qiáng)度大于等于 160MPa、伸長率大于等于15.0%。具有良好的室溫和高溫力學(xué)性能，可廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車等行業(yè)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例。 [〇〇23] 實(shí)施例1[〇〇24]鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 8.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%，余量為Mg。
[0025]制備方法如下:[〇〇26]1)原料，按照質(zhì)量份數(shù)為:50-60份純鎂、25-30份Mg-Gd、25-30份Mg-Y、25-30份Mg-Nd、25-30份Mg-Zr中間合金進(jìn)行配料；[〇〇27]2)熔煉:將鎂錠在熔劑(或SF6+C02混合氣體)保護(hù)下加熱，待鎂錠完全熔化后在780?800 °C加入Mg-Gd中間合金，Mg-Gd熔化后熔液溫度回升至760?780 °C加入Mg-Y中間合金， Mg-Y熔化后熔液溫度回升至760?780°C加入Mg-Nd中間合金，Mg-Nd熔化后熔液溫度回升至 780?800°C加入Mg-Zr中間合金，待其熔化后撇去表面浮渣，攪拌2?5min。[〇〇28]3)精煉:待熔液溫度回升至760?780°C，加入RJ-6熔劑，不斷電精煉5?20min;精煉后升溫至770?810°C，靜置10?30min。
[0029]4)澆注:靜置后在760?780°C進(jìn)行澆注，模具采用砂型或金屬型。
[0030]5)熱處理:制得的合金經(jīng)530°C X 16h固溶和225°C X8h時(shí)效處理后，室溫抗拉強(qiáng)度為360MPa、屈服強(qiáng)度為320MPa、伸長率為5.0 % ; 250 °C抗拉強(qiáng)度為200MPa、屈服強(qiáng)度為 160MPa、伸長率為 15.0%。[〇〇31] 實(shí)施例2[〇〇32]鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 9.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.3%，余量為Mg。[〇〇33]制備方法如下:
[0034]1)原料，按照質(zhì)量份數(shù)為:50-60份純鎂、25-30份Mg-Gd、25-30份Mg-Y、25-30份Mg-Nd、25-30份Mg-Zr中間合金進(jìn)行配料；[〇〇35]2)熔煉:將鎂錠在熔劑(或SF6+C02混合氣體)保護(hù)下加熱，待鎂錠完全熔化后在780?800 °C加入Mg-Gd中間合金，Mg-Gd熔化后熔液溫度回升至760?780 °C加入Mg-Y中間合金， Mg-Y熔化后熔液溫度回升至760?780°C加入Mg-Nd中間合金，Mg-Nd熔化后熔液溫度回升至 780?800°C加入Mg-Zr中間合金，待其熔化后撇去表面浮渣，攪拌2?5min。[〇〇36]3)精煉:待熔液溫度回升至760?780°C，加入RJ-6熔劑，不斷電精煉5?20min;精煉后升溫至770?810°C，靜置10?30min。
[0037]4)澆注:靜置后在760?780°C進(jìn)行澆注，模具采用砂型或金屬型。[〇〇38]5)熱處理:制得的合金經(jīng)530°C X 16h固溶和225°C X8h時(shí)效處理后，室溫抗拉強(qiáng)度為31 IMPa、屈服強(qiáng)度為256MPa、伸長率為4.8 % ; 250 °C抗拉強(qiáng)度為278MPa、屈服強(qiáng)度為 22510^、伸長率為10.5%。[〇〇39]實(shí)施例3[〇〇4〇]鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 10.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr0.5%，余量為Mg。[0041 ]制備方法如下:
[0042](1)原料，按照質(zhì)量份數(shù)為:50-60份純鎂、25-30份Mg-Gd、25-30份Mg-Y、25-30份Mg-Nd、25-30份Mg-Zr中間合金進(jìn)行配料；[〇〇43](2)熔煉:將鎂錠在熔劑(或SF6+C0^合氣體)保護(hù)下加熱，待鎂錠完全熔化后在780?800 °C加入Mg-Gd中間合金，Mg-Gd熔化后熔液溫度回升至760?780 °C加入Mg-Y中間合金，Mg-Y熔化后熔液溫度回升至760?780°C加入Mg-Nd中間合金，Mg-Nd熔化后熔液溫度回升至780?800°C加入Mg-Zr中間合金，待其熔化后撇去表面浮渣，攪拌2?5min。[〇〇44](3)精煉:待熔液溫度回升至760?780°C，加入RJ-6熔劑，不斷電精煉5?20min;精煉后升溫至770?810°C，靜置10?30min。
[0045](4)澆注:靜置后在760?780°C進(jìn)行澆注，模具采用砂型或金屬型。[〇〇46](5)熱處理:制得的合金經(jīng)500°C X8h固溶和250°C X24h時(shí)效處理后，室溫抗拉強(qiáng)度為377MPa、屈服強(qiáng)度為333MPa、伸長率為5.0 % ; 300 °C抗拉強(qiáng)度為210MPa、屈服強(qiáng)度為 175MPa、伸長率為 17.0%。
[0047]以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金，其特征在于:鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 8.0-12.0%、Y 2.0-6.0%、Nd 0.4-1.0%、 Zr0.4-1.0%，余量為 Mg。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金，其特征在于:鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 8.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%，余量 為Mg〇3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金，其特征在于:鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 9.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.3%，余量 為Mg〇4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金，其特征在于:鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 10.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%，余量為Mg。5.—種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金的制備方法，其特征在于:制備方法如下:1)原料，按照質(zhì)量份數(shù)為:50-60份純鎂、25-30份Mg-Gd、25-30份Mg-Y、25-30份Mg-Nd、 25-30份Mg-Zr中間合金進(jìn)行配料；2)恪煉:采用坩堝電阻爐，將鎂錠在熔劑(現(xiàn)有保護(hù)熔劑或SF6+C02M合氣體)保護(hù)下加 熱，待鎂錠完全熔化后在780?800°C加入Mg-Gd中間合金，待Mg-Gd熔化后熔液溫度回升至 760?780°C加入Mg-Y中間合金，待Mg-Y熔化后熔液溫度回升至760?780°C加入Mg-Nd中間 合金，待Mg-Nd熔化后熔液溫度回升至780?800°C加入Mg-Zr中間合金，待其熔化后撇去表 面浮渣，攪拌2?5min;3)精煉:待熔液溫度回升至760?780°C，加入RJ-6熔劑，不斷電精煉5?20min;然后升 溫至770?810°C，靜置10?30min;4)澆注:靜置后，回溫至760?780°C進(jìn)行澆注，模具采用砂型或金屬型；5)熱處理:制得的合金經(jīng)500?535°C，固溶8-16h和200-250°C時(shí)效8-24h處理后，空冷， 得到高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金。6.—種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金，其特征在于:鎂合金在室溫抗拉強(qiáng)度為大于等于311MPa、屈服強(qiáng)度大于等于256MPa、伸長率大于等 于4.8%;當(dāng)升溫到250°0300°(:后抗拉強(qiáng)度大于等于20010^、屈服強(qiáng)度大于等于16010^、伸 長率大于等于15.0%。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金，其特征在于:鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 8.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%，余量 為Mg;鎂合金室溫抗拉強(qiáng)度為360MPa、屈服強(qiáng)度為320MPa、伸長率為5.0%;250°C抗拉強(qiáng)度 為200MPa、屈服強(qiáng)度為160MPa、伸長率為15.0%。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金，其特征在于:鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 9.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.3%，余量 為Mg ;室溫抗拉強(qiáng)度為31 IMPa、屈服強(qiáng)度為256MPa、伸長率為4.8 % ; 250 °C抗拉強(qiáng)度為 27810^、屈服強(qiáng)度為22510^、伸長率為10.5%。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金，其特征在于:鎂合金包括如下組分，按質(zhì)量百分比為:Gd 10.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%，余 量為Mg;室溫抗拉強(qiáng)度為377MPa、屈服強(qiáng)度為333MPa、伸長率為5.0% ; 300°C抗拉強(qiáng)度為 210MPa、屈服強(qiáng)度為175MPa、伸長率為17.0%。
【文檔編號】C22C1/03GK106086563SQ201610635449
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月5日 公開號201610635449.4, CN 106086563 A, CN 106086563A, CN 201610635449, CN-A-106086563, CN106086563 A, CN106086563A, CN201610635449, CN201610635449.4
【發(fā)明人】劉闖, 李玉勝, 劉文輝, 翟虎, 趙連君
【申請人】沈陽明騰科技有限公司