[發明專利]一種含Er鎂合金及制備方法

有效

• 申請號: 201910977555.4
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110616356B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 崔燁;張中武;范明雨;韓佳澍;陳丹;張洋;孫利昕
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22C23/06;C22C1/03;C22F1/06
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本發明提供一種含Er鎂合金及制備方法，其成為按照原子百分比組成為：Er 0.2?2.0％、Y 0.2?2.0％、Zn 0.2?2.0％，其余為Mg和不可避免的雜質；包括如下步驟：熔煉、均勻化處理、變形、時效處理。本發明Er原子的加入可以調節長周期有序結構相的含量及其在鎂合金中的分布，這種析出相可以阻止基面位錯滑移，提高了合金的強度；LPSO相與鎂基體相是共格關系，這會阻礙裂紋萌生，會提高合金的塑性；Er與鎂有相近的原子半徑，在Mg基體中加入Er能夠起到很好的固溶強化效果；Er的加入也能夠有效調整合金中W相及其分布，這些第二相均具有阻礙位錯滑移的作用，因此Er的加入能夠有效調控合金力學性能。

技術領域

本發明涉及一種合金及制備方法，尤其涉及一種含Er鎂合金及制備方法，屬于金屬材料技術領域。

背景技術

鎂合金作為目前最輕的工程金屬材料,具有比強度、比剛度高,阻尼減振性好,電磁屏蔽和導熱性能強,易切削加工和易于回收等一系列獨特的優點,在航空航天、汽車和計算機、通信、消費類電子等現代工業中有著廣泛的應用背景。但是,鎂合金常常由于強度低、塑性差等原因嚴重限制了鎂合金在生產生活中的廣泛應用。因此,提高鎂合金的塑性和強度是發展鎂合金材料的重要方向。

通常情況下,合金強度的增加往往會伴隨塑性的下降,因此很難同時獲得高強度和高塑性的鑄造鎂合金。這是由于第二相粒子的存在，加劇了位錯堆積，提高的合金強度，但是也促使了裂紋萌生，減少合金塑性。很大程度上限制了合金的工業應用。開發高塑性、高強度的鑄造鎂合金將成為鎂合金研究工作的重點。

發明內容

本發明的目的是為了開發高塑性、高強度的鑄造鎂合金而提供一種含Er鎂合金及制備方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種含Er鎂合金，其成為按照原子百分比組成為：Er 0.2-2.0％、Y 0.2-2.0％、Zn0.2-2.0％，其余為Mg和不可避免的雜質。

一種含Er鎂合金的制備方法，按照原子百分比組成為:Er 0.2-2.0％、Y 0.2-2.0％、Zn 0.2-2.0％，其余為Mg和不可避免的雜質，在真空或保護氣氛條件下進行熔煉，然后澆鑄合金錠或直接澆鑄成鑄件。

本發明還包括這樣一些特征：

將合金錠或鑄件均勻化處理，在300-550℃下均勻化退火0.5-20h；

將均勻化處理后的合金錠或鑄件變形，變形溫度為250℃-400℃，總變形率20-90％，可進行多次變形，隨后淬火快速冷卻；

變形之后進行時效處理：溫度為150℃-300℃，時效時間為0.1-200h；

包括如下步驟：熔煉、均勻化處理、變形、時效處理。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明在Mg-Y-Zn系合金基礎上加入稀土元素Er，合金室溫力學性能會顯著提升，原因主要是以下幾方面：首先，Er原子的加入可以調節長周期有序結構相的含量及其在鎂合金中的分布，這種析出相可以阻止基面位錯滑移，提高了合金的強度；其次，LPSO相與鎂基體相是共格關系，這會阻礙裂紋萌生，會提高合金的塑性；再次，Er與鎂有相近的原子半徑，在Mg基體中加入Er能夠起到很好的固溶強化效果；此外，Er的加入也能夠有效調整合金中W相及其分布，這些第二相均具有阻礙位錯滑移的作用，因此Er的加入能夠有效調控合金力學性能。終上所述，加入Er元素并經過相應的熱處理能夠進一步提高Mg-稀土-Zn系合金的力學性能，可以達到同時獲得高強高塑性的合金。

附圖說明

圖1是Mg97.5Y1Zn1Er0.5鑄造態拉伸應力-應變曲線；

圖2是Mg97.5Y1Zn1Er0.5鑄造態的顯微組織；