[發(fā)明專利]鎂鋅鋯釔鎂合金

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010162334.0
• 申請日: 2010-04-30
• 公開（公告）號: CN101812620A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭建;潘復(fù)生;呂濱江;王敬豐
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鎂合金材料，特別涉及一種同時具備中等強(qiáng)度和優(yōu)良塑性的鎂鋅鋯釔鎂合金。

背景技術(shù)

鎂合金的晶體結(jié)構(gòu)屬密排六方晶格，其塑性變形能力不及鋁和鋼，增加了鎂合金塑性加工的難度和生產(chǎn)制備成本，為此近年的新型鎂合金開發(fā)研究中，已經(jīng)開始重視通過變形鎂合金中合金相設(shè)計和采用新變形工藝等方式，在保證一定強(qiáng)度的同時更注重提高鎂合金的塑性加工能力。

鎂鋅鋯系鎂合金通常被用作高強(qiáng)度的變形鎂合金，在航空、航天、兵器和民用轎車領(lǐng)域等應(yīng)用非常廣泛，為提高鎂鋅鋯系鎂合金材料的耐熱性和強(qiáng)韌性，科研工作者開展了大量研究工作，例如Kun?Yu等人在《Scripta?Materialia》2003年第48卷報道了一種新型的鎂鋅鋯系鎂合金Mg-2.8％Ce-0.7％Zn-0.7％Zr(wt.％)，該合金在25℃具備257.8Mpa的抗拉強(qiáng)度和12％的延伸率；再例如，申請日為2009年7月8日、專利公開號為CN101603138A的我國專利《一種含準(zhǔn)晶增強(qiáng)相的高阻尼鎂合金及其制備方法》公開了一種添加稀土元素釔的鎂鋅鋯系鎂合金Mg-0.2％Y-0.1％Zn-0.6％Zr(wt.％，實施例中的較優(yōu)配比)，其在室溫下具備179Mpa的抗拉強(qiáng)度和7.2％的延伸率；再例如，申請日為2007年5月30日、專利公開號為CN101314829A的我國專利《有效利用稀土元素Y強(qiáng)化Mg-Zn-Y-Zr系鎂合金及制備方法》公開了一種準(zhǔn)晶相強(qiáng)化的Mg-Zn-Y-Zr鎂合金及其制備方法，解決了鎂合金強(qiáng)化等問題，抗拉強(qiáng)度為290-360MPa，屈服強(qiáng)度為175-260MPa，延伸率為10-18％；另外，申請日為2004年11月11日、授權(quán)公告號CN?1297676C的我國專利《一種含稀土釔的高塑性鎂合金》公開了一種含稀土釔的高塑性鎂合金，各組分質(zhì)量百分含量為Zn：5.0-8.5％，Zr：0.6-0.8％，Y：0.7-2.0％，抗拉強(qiáng)度為322-337MPa，屈服強(qiáng)度為263-267MPa，延伸率為18-21％。從性能測試結(jié)果來看，上述研究結(jié)果在一定程度上都是針對高強(qiáng)度的鎂鋅鋯系鎂合金進(jìn)行研究，其塑性性能依然有限，難以滿足實際應(yīng)用環(huán)節(jié)對變形鎂合金制品室溫塑性的需求。例如，在自行車和摩托車等行業(yè)中需要對鎂合金管材的端部進(jìn)行縮徑，若合金的室溫延伸率能超過23％，則通常可以保證縮徑變形在室溫下進(jìn)行而不發(fā)生破裂。傳統(tǒng)鎂合金的縮徑變形必須將加熱到200℃以上進(jìn)行，而使用室溫延伸率能超過23％的優(yōu)良塑性鎂合金則可以減少加熱環(huán)節(jié)，降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有鎂鋅鋯系鎂合金難以滿足實際應(yīng)用環(huán)節(jié)對變形鎂合金制品室溫塑性的需求，本發(fā)明的目的是提供一種具備中等強(qiáng)度，且室溫拉伸塑性優(yōu)良，能滿足擠壓制品在室溫下后續(xù)成形的鎂鋅鋯釔鎂合金，通過適宜的鋅、鋯、釔元素的含量及鋅-釔含量配比的設(shè)計，配以合理的的擠壓前熱處理工藝、擠壓變形工藝，使得本發(fā)明鎂合金在滿足大多數(shù)應(yīng)用需要的中等強(qiáng)度的同時，具有優(yōu)良的室溫拉伸塑性。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：鎂鋅鋯釔鎂合金，其特征在于合金中各組分的重量百分比為，鋅：2.0～4.0％，鋯0.2～0.5％，釔：0.9～5.8％，余量為鎂和雜質(zhì)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，合金中鋅和釔的重量比優(yōu)選為1∶0.9～2.8。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述各組分的重量百分比為，鋅：2.1％，鋯：0.3％，釔：3.7～5.8％，余量為鎂和雜質(zhì)。

進(jìn)一步，所述雜質(zhì)包括硅、鎳、銅和鐵，雜質(zhì)在合金中的重量百分比不大于0.15％。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有下述優(yōu)點：

1、隨著鋅含量的增加，鎂鋅鋯系鎂合金抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度會有所提高，但是延伸率會下降，導(dǎo)致鎂合金的鑄造性能、工藝塑性和焊接性能惡化，因此嚴(yán)格控制鎂鋅鋯系鎂合金中的鋅含量，使其同時具備中等強(qiáng)度和優(yōu)良塑性。

2、釔屬于表面活性元素，能夠降低熔體固液界面張力，使晶粒的形核功下降、臨界形核半徑減小、形核容易，從而使鑄態(tài)組織得到細(xì)化，在鎂鋅鋯系鎂合金中添加適量的釔，能夠加快形核速率，使得枝晶間距減小，晶粒得到大幅細(xì)化，改善了鎂鋅鋯系鎂合金在鑄態(tài)下的綜合力學(xué)性能。

3、在鎂鋅鋯系鎂合金中添加適量的釔，生成高熔點第二相，可以通過選用更高的變形溫度進(jìn)行熱擠壓，以提高鎂鋅鋯系鎂合金的熱變形塑性、減小擠壓變形抗力，從而提高擠壓速率。

4、適宜的鋅-釔比例，使得鎂鋅鋯系鎂合金的塑性得以較大幅度的提高。

5、本發(fā)明采用的鎂合金制備方法具有工藝簡單、操作簡易的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1中各編號鎂合金的鑄態(tài)組織的顯微照片；