[發(fā)明專(zhuān)利]一種含銀稀土高強(qiáng)耐熱鎂合金及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410364954.0
• 申請(qǐng)日: 2014-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104152771B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李克杰;黃圣楠;唐杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 李克杰;臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): C22C23/06
• 分類(lèi)號(hào): C22C23/06;C22C1/03
• 代理公司: 臺(tái)州市方圓專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙)33107
• 代理人: 蔡正保,朱新穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含銀稀土高強(qiáng)耐熱鎂合金及其制備方法，屬于合金材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鎂合金是目前比較輕的金屬材料，具有較高的比強(qiáng)度和比剛度，良好的抗磁性、電負(fù)性、導(dǎo)熱性、消震性和切削加工性能等優(yōu)點(diǎn)，但是，鎂合金強(qiáng)度的不足和耐熱性的不佳嚴(yán)重阻礙了鎂合金在航空航天、軍工及其它行業(yè)中替代鋁合金等材料的步伐。

現(xiàn)有的耐熱鎂合金的性能無(wú)法超過(guò)鋁合金，一方面與鎂的本身性能有關(guān)，另一方面是鎂材料的耐熱性能有待發(fā)掘。現(xiàn)有的耐熱鎂合金主要從限制位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)化晶界入手。主要通過(guò)下述手段來(lái)實(shí)現(xiàn)提高鎂合金熱強(qiáng)性和高溫蠕變抗力的目的：(1)引入熱穩(wěn)定性高的第二相；(2)降低元素在鎂基體中的擴(kuò)散速率；(3)改善晶界結(jié)構(gòu)狀態(tài)和組織形態(tài)。在所有合金元素中，稀土是提高鎂合金耐熱性能最有效的合金元素，主要原因是合適的稀土元素在鎂合金中除了除氣、除雜、提高鑄造流動(dòng)性、耐蝕性能外，同時(shí)大部分稀土元素在鎂中具有較大的固溶度極限,而且隨溫度下降,固溶度急劇減少,可以得到較大的過(guò)飽和度,從而在隨后的時(shí)效過(guò)程中析出彌散的、高熔點(diǎn)稀土化合物相。稀土元素不僅可以細(xì)化晶粒、提高室溫強(qiáng)度，而且分布在晶內(nèi)和晶界(主要是晶界)的彌散的、高熔點(diǎn)稀土化合物，在高溫時(shí)仍能釘扎晶內(nèi)位錯(cuò)和晶界滑移，從而提高了鎂合金的高溫強(qiáng)度，同時(shí)RE(其中RE為稀土元素)元素在鎂基體中的擴(kuò)散速率較慢，這使得Mg-RE合金適于在較高溫度環(huán)境下長(zhǎng)期工作。例如Mg-Gd系合金是重要的耐熱合金系,具有較高的高溫強(qiáng)度和優(yōu)良的蠕變性能，當(dāng)前于200～300℃下長(zhǎng)期工作的鎂合金零部件均為Mg-RE系合金。但是現(xiàn)有的耐熱合金中稀土(主要是重稀土Gd)的含量普通偏高，導(dǎo)致了耐熱鎂合金的價(jià)格昂貴，一定程度上影響了其推廣應(yīng)用，且現(xiàn)有的主要考慮到稀土元素對(duì)鎂的強(qiáng)化作用，更多的考慮稀土元素在鎂中的固溶化強(qiáng)度和細(xì)化效果。如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)(公開(kāi)號(hào)：CN1962914A)公開(kāi)了一種含稀土鑄造鎂合金，該稀土鑄造鎂合金包括6wt％～15wt％Gd；2wt％～6wt％Sm；0.35wt％～0.8wt％Zr；余量為鎂及雜質(zhì)，雜質(zhì)Si、Fe、Cu和Ni的總含量小于0.02％。其雖然具有一定的耐熱性，但其隨著溫度的升高耐熱強(qiáng)度也隨著降低，高溫時(shí)強(qiáng)度效果不佳。又如中國(guó)專(zhuān)利(授權(quán)公告號(hào)：101532106B)公開(kāi)了一種耐熱鑄造稀土鎂合金，該鎂合金包括7～14％Gd，2～5％Y，0.3～5％，Sm，0.2～0.6％Zr，雜質(zhì)元素Si、Fe、Cu和Ni總量小于0.02％，余量為Mg。其雖然具有較好的耐熱性能，但其中的重稀土元素Gd的含量過(guò)高(最高達(dá)到14％)導(dǎo)致成本過(guò)高的問(wèn)題，且其主要是利用Gd在鎂中的固溶體中的時(shí)效強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化效果，并通過(guò)加入的稀土Y和Sm與鎂形成的平衡相，從而達(dá)到室溫及高溫力學(xué)性能的強(qiáng)化效果，整體的稀土用量過(guò)高，不利于降低成本等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供含銀稀土高強(qiáng)耐熱鎂合金及其制備方法，解決的技術(shù)問(wèn)題實(shí)現(xiàn)合金高溫時(shí)強(qiáng)度性能高的效果。

本發(fā)明的目的之一是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的，一種含銀稀土高強(qiáng)耐熱鎂合金，該鎂合金包括以下成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：

Gd：6.0wt％～10wt％；Sm：2.0wt％～4.0wt％；Nd：0.5wt％～2.5wt％，Ag：0.3wt％～1.5wt％；Zr：0.4wt％～0.8wt％；余量為Mg。