[發明專利]Mg-Gd-Y-Zr系鎂合金及其大型復雜鑄件的熱處理方法有效

申請號：	201310304008.2	申請日：	2013-07-18
公開（公告）號：	CN103388095B	公開（公告）日：	2016-10-26
發明（設計）人：	吳國華;劉文才;江龍康;魏廣玲;丁文江	申請（專利權）人：	上海交通大學
主分類號：	C22C23/06	分類號：	C22C23/06;C22F1/06
代理公司：	上海漢聲知識產權代理有限公司 31236	代理人：	牛山;陳少凌
地址：	200240 ***	國省代碼：	上海;31
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	mg gd zr 鎂合金及其大型復雜鑄件熱處理方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種金屬結構材料領域的鎂合金及其處理方法，具體地說，涉及是一種Mg-Gd-Y-Zr系鎂合金及其大型復雜鑄件的熱處理方法。

背景技術

航空、航天和武器裝備等由于特殊的工作環境，結構減重和結構承載與功能一體化是其發展的重要方向，鎂合金具有密度小、比強度和比剛度高、抗震性能優良和切削加工性能好等優點，是一種在航空航天和國防軍事工業領域具有廣闊應用前景的結構材料。大量采用鎂合金制造航天器和武器裝備零部件可達到最大的減重效果，將是未來航空航天和國防軍事工業發展的重要方向，可達到最大的減重效果。隨著航天器和武器裝備的現代化程度越來越高，航天器和武器的功能也越來越復雜和完善，因而對鎂合金的性能（室溫和高溫強度、耐熱、耐蝕）提出了更高的要求，需要選用高稀土含量的鎂合金材料，如高強耐熱Mg-Gd-Y-Zr系稀土鎂合金。

航天器和武器裝備對零部件的機械性能要求通常較高，鑄態的性能遠遠不能滿足將鎂合金擴大到更廣泛領域的要求。目前航天器和武器裝備上使用的鎂合金類零部件通常要采用固溶強化和時效強化，T6熱處理可實現上述強化效果，即在450-550℃高溫下固溶一段時間后，進行水淬處理冷卻至室溫，再在100-250℃溫度下時效處理一段時間，再進行水淬處理，經過T6熱處理的鎂合金零部件的成分和組織更加均勻，機械性能得到大幅度的提高，能夠滿足航空航天和國防軍事工業的性能要求，從而使得在航天領域廣泛的應用鎂合金零部件成為可能。

經對現有技術的文獻檢索發現，高巖等在《Journal?of?Rare?Earths》（稀土學報）2008年第26卷第2期298-302頁上發表的Effects?of?heat?treatments?on?microstructure?and?mechanical?properties?of?Mg-15Gd-5Y-0.5Zr?alloy（熱處理對Mg-15Gd-5Y-0.5Zr合金微觀組織和力學性能的影響）研究了各種熱處理工藝對鎂合金Mg-15Gd-5Y-0.5Zr微觀組織和拉伸力學性能的影響，結果表明，經T6熱處理（525℃固溶12小時，水淬處理冷卻至室溫，然后225℃時效24小時，再進行水淬處理。）后Mg-15Gd-5Y-0.5Zr合金的拉伸強度提高了12%。

目前航天領域使用的鎂合金零部件結構簡單，鑄態下表面殘余應力較小，不易開裂，采用常用的T6水淬熱處理工藝得到的零部件收縮較均勻，不易引起變形或開裂。不過，鎂合金若要在航天器和武器裝備上大量使用就必須實現鎂合金零部件由目前的結構簡單件向結構復雜件跨越，而科研與生產實踐過程中發現，采用常用的T6水淬熱處理工藝（固溶和時效之后均水淬處理，水溫最高達95℃）對Mg-Gd-Y-Zr系稀土鎂合金成型的復雜框架結構鑄件進行處理，鑄件易出現開裂缺陷。因此，有必要探索一種既能避免鑄件開裂，又具有較高力學性能的最優T6空冷熱處理工藝，這對于Mg-Gd-Y-Zr系稀土鎂合金在航空航天領域特別是武器裝備上的推廣和應用意義重大。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種Mg-Gd-Y-Zr系鎂合金及其大型復雜鑄件的熱處理方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

第一方面，本發明涉及一種Mg-Gd-Y-Zr系鎂合金，所述Mg-Gd-Y-Zr系鎂合金包含如下重量百分比的各組分：

Gd????????8.5～10%，

Y?????????2.5～3.5%，

Zr????????0.4～0.6%，

雜質≤0.15%，

余量為Mg。

第二方面，本發明還涉及前述的Mg-Gd-Y-Zr系鎂合金制備的大型復雜鑄件的熱處理方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1，將大型復雜Mg-Gd-Y-Zr系鎂合金鑄件固溶，保溫，在室溫空氣中冷卻至室溫；

步驟2，時效處理，保溫，在室溫空氣中冷卻至室溫，即可。