[發明專利]高強耐熱變形鎂合金

無效

• 申請號: 200710018106.4
• 申請日: 2007-06-22
• 公開（公告）號: CN101078079A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 李建平;楊忠;郭永春;夏峰
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22F1/06
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 程曉霞

技術領域

本發明涉及鎂合金，特別是涉及一種具有高強韌性和高蠕變強度的鎂合金，它適用常溫和高溫場合下使用的結構材料。本發明是一種高強耐熱變形鎂合金。

背景技術

最近二十年來，世界范圍內許多國家都在積極研究開發滿足可持續發展戰略需求的輕質高性能生態型材料。在眾多的輕質材料中，鎂合金由于比強度高、比模量高、耐沖擊、抗電磁屏蔽性好，容易鑄造成型，易于回收再生，加之資源豐富等優勢，日益引起許多工業發達國家和發展中國家政府研究人員的重視。與鑄造鎂合金相比，變形鎂合金具有更高的力學性能和更廣闊的應用前景。在一定程度上可以說，變形鎂合金的發展與應用程度反映和代表了鎂合金的研究與應用水平。目前的變形鎂合金(AZ系、ZK系、Mg-Zn-RE系)雖然塑性較好，但室溫和高溫強度較低和抗蠕變性偏低，很難滿足航空、航天、兵器和民用轎車領域對高強韌、高耐熱性和高蠕變強度的輕質結構材料的要求。

為了提高形變鎂合金材料的強韌性和耐熱性，許多科研工作者開展了大量研究工作：Kun?Yu等人在《Scripta?Materialia》2003年第48卷報道了一種新型形變鎂合金Mg-2.8％Ce-0.7％Zn-0.7％Zr(wt.％)，該合金在25℃具有抗拉強度257.8MPa、延伸率12％。但該合金的合金元素與本發明相差甚遠，且力學性能也不能和本發明相比。L.L.Rokhlin等人在《Magnesium?Alloys?Containing?Rare?Earth?Metals》報道了幾種高強度形變鎂合金Mg-10％Gd-0.6Mn(wt.％)，Mg-10％Gd-6Y-0.6Mn(wt.％)Mg-10Gd-5Y-0.5Mn、Mg-10Gd-3Y-0.4Zr，S.M.He等人在《Journalof?Alloys?and?Compounds》報道了一種高強度形變鎂合金Mg-10Gd-2Y-0.5Zr，所述合金都不含Zn或不同時含Zn和Mn，與本發明的合金無關。

經在現有的信息系統和網絡中檢索，尚未發現有與本發明的合金材料和性能完全相同的文獻報道。

發明內容

本發明的目的是要克服目前變形鎂合金存在的缺點，有效提高材料的室溫和高溫機械性能，開發一種高強韌、高耐熱性、高蠕變強度、易于工業化生產、可在25℃～300℃長期使用的高強耐熱變形鎂合金。

本發明的實現是：該高強耐熱變形鎂合金，按重量百分比(wt％)該合金的化學成分為：在于包括釓、釔、鋅、鋯和錳，其重量百分比(wt％)為：Gd：4.5～12.5，Y：2.5～5.0，Zn：0.2～1.0，Zr：0.2～1.0，Mn?0.1～0.5，其余為Mg和不可避免的雜質組成。

本發明中釓是合金主要的強化元素，它通過固溶強化和沉淀強化提高合金的室溫強度。并且釓與鎂形成耐熱性高的β相(Mg₅Gd)可以提高合金的高溫強度。Y的加入可以改善耐熱強化相的形態，提高耐熱強化相的熱穩定性，從而提高釓的室溫和高溫強化能力。Zn和Mn的加入可以改善合金的塑性和熱加工性。

本發明的實現還在于：該高強耐熱變形鎂合金，其中所述的不可避免的雜質Si、Fe、Ni、Cu每一種的許用重量百分含量為：Si＜0.025、Fe＜0.003、Ni＜0.003、Cu＜0.003、Cl＜0.003。對于合金而言，雜質越少越好。

本發明的實現還在于：其二次成型采用溫擠壓或鍛造或軋制或劇烈塑性變形，鑄造方法為金屬型鑄造。

本發明的實現還在于：其二次成型采用溫擠壓或鍛造或軋制或劇烈塑性變形，其鑄造方法為是連續鑄造。即鑄造方法為是連續鑄造，二次成型采用溫擠壓或鍛造或軋制或劇烈塑性變形。

本發明高強耐熱合金，不僅可以用普通變形鎂合金制備方法制備成鑄錠，供隨后二次成型使用，也可以用連續鑄造方法制成鑄錠，溫擠壓成型材或鍛造成鍛件，對于航空、航天、兵器和民用車輛領域中要求高強韌、高耐熱性、高蠕變強度的輕質材料結構件有廣泛的應用需求。