[發(fā)明專利]一種高溫高強韌鑄造鎂合金及其制備方法

在審

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• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN116103551A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設計）人: 張曉茹;左君茹;付偉;房大慶;丁向東;孫軍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22C23/06;C22C1/02;C22F1/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張宇鴿

本發(fā)明公開了一種高溫高強韌鑄造鎂合金及其制備方法，以質(zhì)量百分比計，鈣鎂合金組分含有5％～6％的高固溶度稀土元素，2％～3％稀土元素Y，1.5％～3％鋅，余量為鎂。該鎂合金制備方法包括如下過程：將所述高溫高強韌鑄造鎂合金的原料進行熔煉、澆鑄，得到鑄錠；將所述鑄錠去皮后，進行固溶處理，空冷至室溫，制備完成。本發(fā)明最終制備得到的鑄造鎂合金性能優(yōu)越，室溫屈服強度205～212MPa，抗拉強度為257～273MPa，延伸率為14～17％。同時，在高溫300℃下抗拉強度達到200MPa以上，延伸率達到30％以上，兼具高強度和高延展性，為后續(xù)處理提供了良好的加工條件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鎂合金生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫高強韌鑄造鎂合金及其制備方法。

背景技術(shù)

鎂合金是工程領(lǐng)域最輕的結(jié)構(gòu)材料，在國防軍工、交通運輸和3C產(chǎn)品等領(lǐng)域都有著巨大的應用潛力。然而，由于鎂合金的絕對強度較低，塑性變形能力和高溫力學性能較差，嚴重限制了鎂合金在結(jié)構(gòu)材料上的廣泛應用。目前，商用鎂合金主要包括鑄造鎂合金以及變形鎂合金兩類，鑄造鎂合金占整個鎂合金產(chǎn)品用量的70％。因此，有必要開發(fā)高強鑄造高溫鎂合金以擴大鎂合金的實際應用。

目前添加稀土元素已經(jīng)成為提高鎂合金強度的重要途徑，不僅可以改善鎂合金鑄造性能、細化晶粒尺寸，一些稀土元素還能產(chǎn)生固溶強化、析出強化作用，綜合改善合金力學性能。多種以RE為主加元素的新型鎂合金被先后開發(fā)出來，如Mg-Y系的WE54、WE43合金等，在經(jīng)過固溶時效處理后，抗拉強度為280～320MPa，屈服強度為140～155MPa，但延伸率僅5％～12％，強塑性不平衡，限制了其更廣泛的應用。在300℃下，合金的析出相軟化、長大甚至溶解，無法起到強化作用，導致強度會顯著下降，低于200MPa，造成高溫部件過早失效，無法滿足現(xiàn)有技術(shù)需求。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有鑄造鎂合金存在的問題，本發(fā)明提供了一種高溫高強韌鑄造鎂合金及其制備方法，本發(fā)明高溫高強韌鑄造鎂合金在較高溫度下具有較高的強度以及良好的延伸率，能夠滿足現(xiàn)有技術(shù)需求。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種高溫高強韌鑄造鎂合金，以質(zhì)量百分比計，其組分含有5％～6％的高固溶度稀土元素，2％～3％稀土元素Y，1.5％～3％鋅，余量為鎂。

優(yōu)選的，所述高固溶度稀土元素為鈥和鉺中的一種或兩種。

優(yōu)選的，高固溶度稀土元素與稀土元素Y的質(zhì)量和與鋅的質(zhì)量比為2～6。

優(yōu)選的，所述高溫高強韌鑄造鎂合金晶粒內(nèi)部具有層狀結(jié)構(gòu)，晶界處存在塊狀LPSO相。

優(yōu)選的，所述高溫高強韌鑄造鎂合金的室溫屈服強度為205～212MPa，抗拉強度為257～273MPa，延伸率為14％～17％。

優(yōu)選的，所述高溫高強韌鑄造鎂合金在300℃下屈服強度為136～142MPa，抗拉強度為200～203MPa，延伸率為32％～38％。

本發(fā)明如上所述的一種高溫高強韌鑄造鎂合金的制備方法，包括如下過程：

將所述高溫高強韌鑄造鎂合金的原料進行熔煉、澆鑄，得到鑄錠；

將所述鑄錠去皮后，進行固溶處理，空冷至室溫，制備完成。

優(yōu)選的，熔煉原料時的溫度為750～780℃，保溫時間為25～30min，使原料完全熔化，得到合金液；

將合金液降溫至710-730℃并靜置5～10min除渣，然后進行澆鑄，得到鑄錠。

優(yōu)選的，所述固溶處理的溫度為500-540℃、時間為11.5-12.5h。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：