CN106086563A - 一种高强耐热铸造镁合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高强耐热铸造镁合金及其制备方法,镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 8.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%,余量为Mg。本发明的高强耐热铸造镁合金室温抗拉强度为大于等于311MPa、屈服强度大于等于256MPa、伸长率大于等于4.8%;250℃抗拉强度大于等于200MPa、屈服强度大于等于160MPa、伸长率大于等于15.0%。具有良好的室温和高温力学性能,可广泛应用于航空航天、汽车等行业。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强耐热铸造镁合金及其制备方法,属于金属材料领域。
背景技术
镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料,具有密度小、比强度和比刚度高、电磁屏蔽和减震性好、尺寸稳定、易于加工成形和容易回收等优点,在汽车、航空航天、兵器等领域有着十分广阔的应用前景。但镁合金的强度低、高温性能差等缺点限制了其进一步应用。因此,提高镁合金的强度和高温性能,是镁合金研究开发的热点。
发明内容
本发明的目的是制备出室温抗拉强度为大于311MPa、屈服强度大约256MPa、伸长率大约4.8%;的高强耐热铸造镁合金。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种高强耐热铸造镁合金,其特征在于:
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 8.0-12.0%、Y 2.0-6.0%、Nd 0.4-1.0%、Zr0.4-1.0%,余量为Mg。
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 8.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%,余量为Mg。
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 9.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.3%,余量为Mg。
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 10.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr0.5%,余量为Mg。
一种高强耐热铸造镁合金的制备方法,制备方法如下:
1)原料,按照质量份数为:50-60份纯镁、25-30份Mg-Gd、25-30份Mg-Y、25-30份Mg-Nd、25-30份Mg-Zr中间合金进行配料;
2)熔炼:采用坩埚电阻炉,将镁锭在熔剂(现有保护熔剂或SF6+CO2混合气体)保护下加热,待镁锭完全熔化后在780~800℃加入Mg-Gd中间合金,待Mg-Gd熔化后熔液温度回升至760~780℃加入Mg-Y中间合金,待Mg-Y熔化后熔液温度回升至760~780℃加入Mg-Nd中间合金,待Mg-Nd熔化后熔液温度回升至780~800℃加入Mg-Zr中间合金,待其熔化后撇去表面浮渣,搅拌2~5min;
3)精炼:待熔液温度回升至760~780℃,加入RJ-6熔剂,不断电精炼5~20min;然后升温至770~810℃,静置10~30min;
4)浇注:静置后,回温至760~780℃进行浇注,模具采用砂型或金属型;
5)热处理:制得的合金经500~535℃,固溶8-16h和200-250℃时效8-24h处理后,空冷,得到高强耐热铸造镁合金。
一种高强耐热铸造镁合金,该镁合金在室温抗拉强度为大于等于311MPa、屈服强度大于等于256MPa、伸长率大于等于4.8%;当升温到250℃-300℃后抗拉强度大于等于200MPa、屈服强度大于等于160MPa、伸长率大于等于15.0%。
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 8.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%,余量为Mg;镁合金室温抗拉强度为360MPa、屈服强度为320MPa、伸长率为5.0%;250℃抗拉强度为200MPa、屈服强度为160MPa、伸长率为15.0%。
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 9.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.3%,余量为Mg;室温抗拉强度为311MPa、屈服强度为256MPa、伸长率为4.8%;250℃抗拉强度为278MPa、屈服强度为225MPa、伸长率为10.5%。
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 10.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr0.5%,余量为Mg;室温抗拉强度为377MPa、屈服强度为333MPa、伸长率为5.0%;300℃抗拉强度为210MPa、屈服强度为175MPa、伸长率为17.0%。
本发明具有如下优点:
本发明的高强耐热铸造镁合金室温抗拉强度为大于等于311MPa、屈服强度大于等于256MPa、伸长率大于等于4.8%;250℃抗拉强度大于等于200MPa、屈服强度大于等于160MPa、伸长率大于等于15.0%。具有良好的室温和高温力学性能,可广泛应用于航空航天、汽车等行业。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明进行详细说明,但本发明不局限于这些实施例。
实施例1
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 8.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%,余量为Mg。
制备方法如下:
1)原料,按照质量份数为:50-60份纯镁、25-30份Mg-Gd、25-30份Mg-Y、25-30份Mg-Nd、25-30份Mg-Zr中间合金进行配料;
2)熔炼:将镁锭在熔剂(或SF6+CO2混合气体)保护下加热,待镁锭完全熔化后在780~800℃加入Mg-Gd中间合金,Mg-Gd熔化后熔液温度回升至760~780℃加入Mg-Y中间合金,Mg-Y熔化后熔液温度回升至760~780℃加入Mg-Nd中间合金,Mg-Nd熔化后熔液温度回升至780~800℃加入Mg-Zr中间合金,待其熔化后撇去表面浮渣,搅拌2~5min。
3)精炼:待熔液温度回升至760~780℃,加入RJ-6熔剂,不断电精炼5~20min;精炼后升温至770~810℃,静置10~30min。
4)浇注:静置后在760~780℃进行浇注,模具采用砂型或金属型。
5)热处理:制得的合金经530℃×16h固溶和225℃×8h时效处理后,室温抗拉强度为360MPa、屈服强度为320MPa、伸长率为5.0%;250℃抗拉强度为200MPa、屈服强度为160MPa、伸长率为15.0%。
实施例2
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 9.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.3%,余量为Mg。
制备方法如下:
1)原料,按照质量份数为:50-60份纯镁、25-30份Mg-Gd、25-30份Mg-Y、25-30份Mg-Nd、25-30份Mg-Zr中间合金进行配料;
2)熔炼:将镁锭在熔剂(或SF6+CO2混合气体)保护下加热,待镁锭完全熔化后在780~800℃加入Mg-Gd中间合金,Mg-Gd熔化后熔液温度回升至760~780℃加入Mg-Y中间合金,Mg-Y熔化后熔液温度回升至760~780℃加入Mg-Nd中间合金,Mg-Nd熔化后熔液温度回升至780~800℃加入Mg-Zr中间合金,待其熔化后撇去表面浮渣,搅拌2~5min。
3)精炼:待熔液温度回升至760~780℃,加入RJ-6熔剂,不断电精炼5~20min;精炼后升温至770~810℃,静置10~30min。
4)浇注:静置后在760~780℃进行浇注,模具采用砂型或金属型。
5)热处理:制得的合金经530℃×16h固溶和225℃×8h时效处理后,室温抗拉强度为311MPa、屈服强度为256MPa、伸长率为4.8%;250℃抗拉强度为278MPa、屈服强度为225MPa、伸长率为10.5%。
实施例3
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 10.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr0.5%,余量为Mg。
制备方法如下:
(1)原料,按照质量份数为:50-60份纯镁、25-30份Mg-Gd、25-30份Mg-Y、25-30份Mg-Nd、25-30份Mg-Zr中间合金进行配料;
(2)熔炼:将镁锭在熔剂(或SF6+CO2混合气体)保护下加热,待镁锭完全熔化后在780~800℃加入Mg-Gd中间合金,Mg-Gd熔化后熔液温度回升至760~780℃加入Mg-Y中间合金,Mg-Y熔化后熔液温度回升至760~780℃加入Mg-Nd中间合金,Mg-Nd熔化后熔液温度回升至780~800℃加入Mg-Zr中间合金,待其熔化后撇去表面浮渣,搅拌2~5min。
(3)精炼:待熔液温度回升至760~780℃,加入RJ-6熔剂,不断电精炼5~20min;精炼后升温至770~810℃,静置10~30min。
(4)浇注:静置后在760~780℃进行浇注,模具采用砂型或金属型。
(5)热处理:制得的合金经500℃×8h固溶和250℃×24h时效处理后,室温抗拉强度为377MPa、屈服强度为333MPa、伸长率为5.0%;300℃抗拉强度为210MPa、屈服强度为175MPa、伸长率为17.0%。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。
Claims (9)
1.一种高强耐热铸造镁合金,其特征在于:
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 8.0-12.0%、Y 2.0-6.0%、Nd 0.4-1.0%、Zr0.4-1.0%,余量为Mg。
2.根据权利要求1所述的一种高强耐热铸造镁合金,其特征在于:
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 8.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%,余量为Mg。
3.根据权利要求1所述的一种高强耐热铸造镁合金,其特征在于:
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 9.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.3%,余量为Mg。
4.根据权利要求1所述的一种高强耐热铸造镁合金,其特征在于:
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 10.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%,余量为Mg。
5.一种高强耐热铸造镁合金的制备方法,其特征在于:
制备方法如下:
1)原料,按照质量份数为:50-60份纯镁、25-30份Mg-Gd、25-30份Mg-Y、25-30份Mg-Nd、25-30份Mg-Zr中间合金进行配料;
2)熔炼:采用坩埚电阻炉,将镁锭在熔剂(现有保护熔剂或SF6+CO2混合气体)保护下加热,待镁锭完全熔化后在780~800℃加入Mg-Gd中间合金,待Mg-Gd熔化后熔液温度回升至760~780℃加入Mg-Y中间合金,待Mg-Y熔化后熔液温度回升至760~780℃加入Mg-Nd中间合金,待Mg-Nd熔化后熔液温度回升至780~800℃加入Mg-Zr中间合金,待其熔化后撇去表面浮渣,搅拌2~5min;
3)精炼:待熔液温度回升至760~780℃,加入RJ-6熔剂,不断电精炼5~20min;然后升温至770~810℃,静置10~30min;
4)浇注:静置后,回温至760~780℃进行浇注,模具采用砂型或金属型;
5)热处理:制得的合金经500~535℃,固溶8-16h和200-250℃时效8-24h处理后,空冷,得到高强耐热铸造镁合金。
6.一种高强耐热铸造镁合金,其特征在于:
镁合金在室温抗拉强度为大于等于311MPa、屈服强度大于等于256MPa、伸长率大于等于4.8%;当升温到250℃-300℃后抗拉强度大于等于200MPa、屈服强度大于等于160MPa、伸长率大于等于15.0%。
7.根据权利要求6所述的一种高强耐热铸造镁合金,其特征在于:
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 8.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%,余量为Mg;镁合金室温抗拉强度为360MPa、屈服强度为320MPa、伸长率为5.0%;250℃抗拉强度为200MPa、屈服强度为160MPa、伸长率为15.0%。
8.根据权利要求6所述的一种高强耐热铸造镁合金,其特征在于:
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 9.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.3%,余量为Mg;室温抗拉强度为311MPa、屈服强度为256MPa、伸长率为4.8%;250℃抗拉强度为278MPa、屈服强度为225MPa、伸长率为10.5%。
9.根据权利要求6所述的一种高强耐热铸造镁合金,其特征在于:
镁合金包括如下组分,按质量百分比为:Gd 10.0%、Y 3.0%、Nd 0.5%、Zr 0.5%,余量为Mg;室温抗拉强度为377MPa、屈服强度为333MPa、伸长率为5.0%;300℃抗拉强度为210MPa、屈服强度为175MPa、伸长率为17.0%。
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