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1、(10)申请公布号 CN 102828094 A (43)申请公布日 2012.12.19 C N 1 0 2 8 2 8 0 9 4 A *CN102828094A* (21)申请号 201210344403.9 (22)申请日 2012.09.17 C22C 23/06(2006.01) C22C 1/02(2006.01) C22F 1/06(2006.01) (71)申请人中国科学院长春应用化学研究所 地址 130022 吉林省长春市人民大街5625 号 (72)发明人孟健 于子健 邱鑫 孙伟 张德平 张洪杰 (74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人赵青朵。
2、 李玉秋 (54) 发明名称 一种变形镁合金及其制备方法 (57) 摘要 本发明提供了一种变形镁合金及其制备方 法，以质量百分数计，变形镁合金包括0.1%10% 的钕，10%12%的钆，3%5%的钇，0.5%2%的锌， 0.3%0.8%的锆，余量的镁及不可避免的杂质。与 现有技术WE54相比，本发明在Mg-Zn-Zr镁合金中 加入稀土元素钕、钆和钇。首先，加入锌后合金晶 界处形成大量长条Mg 12 YZn析出相，可以阻止晶界 高温下的滑移，提高了合金的高温稳定性，并且该 析出相沿挤压方向统一排列，能够阻碍基面位错 滑移，提高了合金的力学性能；其次，添加了钆、 钇和钕三种稀土元素，可以利用稀土元。
3、素间的交 互作用降低钆、钇和钕在镁基体中的固溶度，促进 析出相的形成，提高了合金的力学性能。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书7页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一 种 变 形 镁 合 金， 其 特 征 在 于， 包 括 ： 0.1wt%10wt% 的 钕， 10wt 12wt% 的 钆， 3wt%5wt% 的钇， 0.5wt%2wt% 的锌， 0.3wt%0.8wt% 的锆， 余量的镁以及不可避免的杂质。 2. 一种变形镁合金的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤 。
4、： A） 将 镁 锭、 锌 锭、 钆 源、 钕 源、 钇 源 和 锆 源 进 行 熔 融 合 金 化， 精 炼 后 得 到 镁 熔 体， 所 述 镁 熔 体 包 括 0.1wt%10wt% 的 钕， 10wt%12wt% 的 钆， 3wt%5wt% 的 钇， 0.5wt%2wt% 的 锌， 0.3wt 0.8wt的锆， 余量的镁以及不可避免的杂质 ； B） 将所述镁熔体浇铸， 挤压后， 得到变形镁合金。 3.根据权利要求 2所述的制备方法， 其特征在于， 所述钆源为钆锭和 /或镁钆中间合金 锭。 4.根据权利要求 2所述的制备方法， 其特征在于， 所述钕源为钕锭和 /或镁钕中间合金 锭。 5.。
5、根据权利要求 2所述的制备方法， 其特征在于， 所述钇源为钇锭和 /或镁钇中间合金 锭。 6.根据权利要求 2所述的制备方法， 其特征在于， 所述锆源为锆锭和 /或镁锆中间合金 锭。 7. 根据权利要求 2 所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤 B 具体为 ： 将所述镁熔体浇铸， 固溶处理， 挤压， 进行时效处理后， 得到变形镁合金。 8. 根据权利要求 2 所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤 A 具体为 ： 在 保 护 气 氛 下， 将 镁 锭、 锌 锭 与 覆 盖 剂 加 至 熔 炼 炉， 升 温 至 730 750 , 加 入 钆 源 和 钕 源， 继 续 升 温 至 760 。
6、780， 加 入 钇 源、 锆 源 和 精 炼 剂 精 炼 后 得 到 镁 熔 体 ； 所 述 镁 熔 体 包 括 0.1wt%10wt% 的 钕， 10wt%12wt% 的 钆， 3wt%5wt% 的 钇， 0.5wt%2wt% 的 锌， 0.3wt 0.8wt% 的锆， 余量的镁以及不可避免的杂质。 9. 根据权利要求 8 所述的制备方法， 其特征在于， 所述覆盖剂包含 3040wt% 的 MgCl 2 ， 1525wt% 的 KCl/NaCl， 1525wt% 的 CaF/NaF 和余 量的 BaCl 2 。 10. 根 据 权 利 要 求 8 所 述 的 制 备 方 法， 其 特 征 。
7、在 于， 所 述 精 炼 剂 包 含 5060wt% 的 KCl/ NaCl， 1520wt% 的 BaCl 2 ， 2030wt% 的 CaCl 2 和余量的 MgCO 3 /Na 2 CO 3 。 权 利 要 求 书CN 102828094 A 1/7 页 3 一种变形镁合金及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于金属材料技术领域， 尤其涉及一种变形镁合金及其制备方法。 背景技术 0002 镁 合 金 是 重 量 最 轻 的 结 构 用 金 属 材 料， 密 度 为 1.751.90g/cm 3 ， 仅 为 铝 合 金 的 2/3， 钢铁的 1/4。 与其他金属结构材料相比， 镁合金具。
8、有高比强度、 比刚度， 减震性、 电磁屏 蔽 性 和 抗 辐 射 能 力 强， 易 切 削 加 工、 易 回 收 等 一 系 列 有 点， 在 汽 车、 电 子 电 器、 通 讯、 航 空 航 天 和 国 防 军 事 工 业 领 域 具 有 及 其 重 要 的 应 用 价 值 和 广 阔 的 应 用 前 景， 是 继 钢 铁 和 铝 合 金 之 后 发 展 起 来 的 第 三 类 金 属 结 构 材 料。 根 据 加 工 方 式 的 不 同， 镁 合 金 材 料 主 要 分 为 铸 造 镁 合 金与变形镁合金两大类。 变形镁合金是指可用挤压、 轧制、 锻造和冲击等塑性成形方法加工 的 镁 合 。
9、金， 其 可 通 过 材 料 组 织 的 控 制 和 热 处 理 工 艺 的 应 用， 获 得 比 铸 造 镁 合 金 材 料 更 高 的 强度， 更好的延展性， 更多样化的力学性能， 从而满足更多结构件的需要。 0003 变形镁合金 主要有 Mg-Al 系、 Mg-Zn 系、 Mg-RE 系、 Mg-Zr 系等合金系， 其中最为常 见的合金系是 Mg-Al-Zn系和 Mg-Zn-Zr系合金。 Mg-Al-Zn系镁合金是目前室温系应用最广 泛 的 合 金 系， 其 主 要 特 点 是 强 度 高， 能 够 进 行 热 处 理 强 化， 并 有 良 好 的 铸 造 性 能， 但 该 系 镁 合 。
10、金 中 的 Mg 17 Al 22 相 在 高 温 条 件 下 迅 速 长 大， 从 而 导 致 合 金 机 械 性 能 下 降， 无 法 作 为 高 温 结 构 件 使 用。Mg-Zn-Zr 系 合 金 的 晶 界 处 分 布 着 大 量 的 块 状 共 晶 相 Mg 7 Zn 3 、 MgZn 等， 共 晶 相 的 熔点均低于 340， 其软化后则无法钉扎晶界， 阻碍错位运动， 从而导致 Mg-Zn-Zr 系合金的 高温性能较差。 0004 稀 土 作 为 改 善 变 形 镁 合 金 耐 热 性 能 的 合 金 化 元 素 已 得 到 广 泛 的 应 用， 大 部 分 稀 土 元 素 在 。
11、镁 中 具 有 较 大 的 固 溶 度 极 限， 且 随 温 度 下 降， 固 溶 度 急 剧 减 少， 可 以 得 到 较 大 的 过 饱 和 度， 从 而 在 随 后 的 时 效 过 程 中 析 出 弥 散 的、 高 熔 点 的 稀 土 化 合 物 相 ； 稀 土 元 素 还 可 以 细 化 晶 粒、 提 高 室 温 强 度， 且 分 布 在 晶 内 和 晶 界 的 弥 散 的、 高 熔 点 稀 土 化 合 物， 在 高 温 时 仍 能 钉 扎晶内错位和晶界滑移， 从而提高了镁合金的高温强度。 0005 其中， WE54 是一种典型的含钕的稀土镁合金， 其成分为 Mg-5.1%Y-3.2%。
12、RE(1.5%2 %Nd)-0.5%Zr， 是 目 前 已 商 业 化 性 能 较 好 的 镁 合 金， 耐 热 温 度 可 达 300， 且 经 热 处 理 后， 耐 蚀 性 能 也 由 于 其 他 高 温 镁 合 金， 但 耐 热 性 能 不 够 稳 定， 高 温 时 强 度 下 降 较 多， 并 且 其 力 学 性 能也有待提高。 发明内容 0006 有 鉴 于 此， 本 发 明 要 解 决 的 技 术 问 题 在 于 提 供 一 种 变 形 镁 合 金 及 其 制 备 方 法， 该 变形镁合金具有较好的高温稳定性及较高的力学性能。 0007 本 发 明 提 供 了 一 种 变 形 镁 。
13、合 金， 包 括 ： 0.1wt%10wt% 的 钕， 10wt%12wt% 的 钆， 3wt%5wt% 的钇， 0.5wt%2wt% 的锌， 0.3wt%0.8wt% 的锆， 余量的镁以及不可避免的杂质。 0008 本发明提供 了一种变形镁合金的制备方法， 包括以下步骤 ： 0009 A） 将 镁 锭、 锌 锭、 钆 源、 钕 源、 钇 源 和 锆 源 进 行 熔 融 合 金 化， 精 炼 后 得 到 镁 熔 体， 所 说 明 书CN 102828094 A 2/7 页 4 述 镁 熔 体 包 括 0.1wt%10wt% 的 钕， 10wt%12wt% 的 钆， 3wt%5wt% 的 钇， 。
14、0.5wt%2wt% 的 锌， 0.3wt 0.8wt% 的锆， 余量的镁以及不可避免的杂质 ； 0010 B） 将所述镁熔体浇铸， 挤压后， 得到变形镁合金。 0011 优选的， 所述钆源为钆锭和 / 或镁钆中间合金锭。 0012 优选的， 所述钕源为钕锭和 / 或镁钕中间合金锭。 0013 优选的， 所述钇源为钇锭和 / 或镁钇中间合金锭。 0014 优选的， 所述锆源为锆锭和 / 或镁锆中间合金锭。 0015 优选的， 所述步骤 B 具体为 ： 0016 将所述镁熔体浇铸， 固溶处理， 挤压， 进行时效处理后， 得到变形镁合金。 0017 优选的， 所述步骤 A 具体为 ： 0018 在。
15、 保 护 气 氛 下， 将 镁 锭、 锌 锭 与 覆 盖 剂 加 至 熔 炼 炉， 升 温 至 730 750 , 加 入 钆 源 和 钕 源， 继 续 升 温 至 760 780， 加 入 钇 源、 锆 源 和 精 炼 剂 精 炼 后 得 到 镁 熔 体 ； 所 述 镁 熔 体 包 括 0.1wt%10wt% 的 钕， 10wt%12wt% 的 钆， 3wt%5wt% 的 钇， 0.5wt%2wt% 的 锌， 0.3wt%0.8wt% 的锆， 余量的镁以及不可避免的杂质。 0019 优 选 的， 所 述 覆 盖 剂 包 含 3040wt% 的 MgCl 2 ， 1525wt% 的 KCl/N。
16、aCl， 1525wt% 的 CaF/NaF 和余量的 BaCl 2 。 0020 优 选 的， 所 述 精 炼 剂 包 含 5060wt% 的 KCl/NaCl， 1520wt% 的 BaCl 2 ， 2030wt% 的 CaCl 2 和余量的 MgCO 3 /Na 2 CO 3 。 0021 本 发 明 提 供 了 一 种 变 形 镁 合 金 及 其 制 备 方 法， 该 变 形 镁 合 金 包 括 0.1wt%10wt% 的 钕， 10wt%12wt% 的 钆， 3wt%5wt% 的 钇， 0.5wt%2wt% 的 锌， 0.3wt%0.8wt% 的 锆， 余 量 的 镁以及不可避免的杂。
17、质。 与现有技术 WE54相比， 本发明在 Mg-Zn-Zr三元镁合金中加入稀土 元素钕、 钆和钇。 首先， 加入锌后合金中晶界处形成大量长条状的 Mg 12 YZn析出相， 可以阻止 晶 界 在 高 温 条 件 下 的 滑 移， 提 高 了 合 金 的 高 温 稳 定 性， 并 且 该 析 出 相 沿 挤 压 方 向 统 一 排 列， 能 够 阻 碍 基 面 位 错 滑 移， 提 高 了 合 金 的 力 学 性 能 ； 其 次， 添 加 了 钆、 钇 和 钕 三 种 稀 土 元 素， 可 以 利 用 稀 土 元 素 间 的 交 互 作 用 降 低 钆、 钇 和 钕 在 镁 基 体 中 的 固。
18、 溶 度， 促 进 析 出 相 的 形 成， 提 高了合金的力学性能。 0022 实 验 结 果 表 明， 本 发 明 制 备 的 变 形 镁 合 金 室 温 （25 ） 的 抗 拉 强 度 大 于 420MPa， 屈 服 强 度 大 于 320MPa， 200 时 的 抗 拉 强 度 大 于 380MPa， 屈 服 强 度 大 于 300MPa， 250 时 的 抗 拉强度大于 350MPa， 屈服强度大于 290MPa， 300时的抗拉强度大于 225MPa， 屈服强度大于 190MPa。 附图说明 0023 图 1 为本发明实施例 2 制备的变形镁合金的挤压态金相组织图 ； 0024 图。
19、 2 为本发明实施例 2 制备 的变形镁合金的透射电镜显微组织图。 具体实施方式 0025 本 发 明 提 供 了 一 种 变 形 镁 合 金， 包 括 0.1wt%10wt% 的 钕， 10wt%12wt% 的 钆， 3wt%5wt% 的钇， 0.5wt%2wt% 的锌， 0.3wt%0.8wt% 的锆， 余量的镁以及不可避免的杂质。 0026 其 中， 所 述 钕 的 含 量 优 选 为 0.5wt%8wt%， 更 优 选 为 0.5wt%6wt%， 再 优 选 为 说 明 书CN 102828094 A 3/7 页 5 0.5wt%4wt% ； 所 述 钆 的 含 量 优 选 为 10w。
20、t%11.5wt% ； 所 述 钇 的 含 量 优 选 为 3.5wt%5wt%， 更 优 选 为 3.5wt 4.5wt% ； 所 述 锌 的 含 量 优 选 为 0.5wt%1.5wt%， 更 优 选 为 0.5wt 1wt% ； 所 述 锆 的 含 量 优 选 为 0.4wt 0.8wt%， 更 优 选 为 0.4wt%0.6wt%， 再 优 选 为 0.5wt%0.6wt% ； 所 述 杂 质 的 含 量 小 于 0.02%， 所 述 杂 质 为 本 领 域 技 术 人 员 熟 知 的 不 可 避 免 的杂质， 通常包括元素硅、 铁、 铜和镍。 0027 本 发 明 还 提 供 了 一。
21、 种 变 形 镁 合 金 的 制 备 方 法， 包 括 以 下 步 骤 ： A） 将 镁 锭、 锌 锭、 钆 源、 钕源、 钇源和锆源进行熔融合金化， 精炼后得到镁熔体， 所述镁熔体包括 0.1wt%10wt 的 钕， 10wt%12wt% 的 钆， 3wt%5wt% 的 钇， 0.5wt%2wt% 的 锌， 0.3wt%0.8wt% 的 锆， 余 量 的 镁 以 及 不 可 避 免 的 杂 质， 所 述 所 述 杂 质 的 含 量 小 于 0.02% ； B） 将 所 述 镁 熔 体 浇 铸， 挤 压 后， 得到变形镁合金。 0028 为了清楚说明本发明， 以下分别对步骤 A 和步骤 B 的。
22、实验过程进行详细描述。 0029 按 照 本 发 明 所 述 步 骤 A 具 体 为 ： 在 保 护 气 氛 下， 将 镁 锭、 锌 锭 与 覆 盖 剂 加 至 熔 炼 炉， 升 温 至 730 750 , 优 选 为 730 740， 加 入 钆 源 和 钕 源， 继 续 升 温 至 760 780， 优 选 为 770 780， 加 入 钇 源 和 锆 源， 降 温 至 730 750， 优 选 为 730 740， 加 入 精 炼 剂， 精 炼 后 得 到 镁 熔 体， 所 述 镁 熔 体 包 括 上 述 镁 合 金 所 述 的 各 种 元 素及含量， 在此不再赘述。 0030 按 照 。
23、此 加 料 顺 序， 可 减 少 不 同 元 素 之 间 相 互 作 用 形 成 化 合 物 的 可 能， 从 而 保 证 合 金成分的准确性， 提高了合金的质量。 0031 所 述 保 护 气 氛 为 本 领 域 技 术 人 员 熟 知 的 保 护 气 氛， 优 选 为 体 积 分 数 为 99% 的 二 氧 化碳与 1%的六氟化硫的混合气体。 六氟化硫对镁合金具有良好的保护效果， 可在镁熔体表 面形成一厚层较稳定的具有良好保护作用的 MgF 2 化合物保护膜。 0032 其中， 所述钆源为钆锭和 /或镁钆中间合金锭， 优选为含 20wt%镁的镁钆中间合金 锭 ； 所述钕源为钕锭和 / 或镁。
24、钕中间合金锭， 优选为含 20wt% 镁的镁钕中间合金锭 ； 所述钇 源为钇锭和 /或镁钇中间合金锭， 优选为含 20wt%镁的镁钇中间合金锭 ； 所述锆源为锆锭和 / 或镁锆中间合金锭， 优选为含 30wt% 镁的镁锆中间合金锭。 0033 按 照 本 发 明， 所 述 镁 锭、 锌 锭 及 各 种 中 间 合 金 锭 优 选 经 过 分 割、 去 除 氧 化 皮、 除 油 和 干 燥 等 步 骤 进 行 处 理。 所 述 镁 锭 优 选 为 含 镁 99.9wt% 以 上 的 纯 镁 锭， 所 述 锌 锭 优 选 为 含 锌 99.9wt% 以上的纯锌锭。 0034 所述覆盖剂为本领域技术。
25、人员熟知的覆盖剂， 优选为包含 3040wt%的 MgCl 2 ， 优选 为 3540wt%， 1525wt 的 KCl 或 NaCl， 优 选 为 1822wt%， 1525wt% 的 CaF 或 NaF， 优 选 为 1822wt% 和 余 量 的 BaCl 2 。 所 述 覆 盖 剂 的 质 量 为 合 金 原 料 总 重 量 的 2%5%， 优 选 为 2%3%， 其主要作用是保护熔体不被氧化， 同时， 由于镁易燃其也可作为灭火剂而使用。 0035 所述精炼剂为本领域技术人员熟知的精炼剂， 优选包含 5060wt% 的 KCl 或 NaCl， 优选为 5256wt%， 1520wt%的。
26、 BaCl 2 ， 优选为 1619wt%， 2030wt%的 CaCl 2 ， 优选为 2226wt% 及余量的 MgCO 3 或 Na 2 CO 3 。 所述精炼剂的质量为合金原料总重量的 2%5%， 优选为 2%3%， 在 本发明中其主要作用是提高合金的熔炼质量。 0036 熔 炼 过 程 中， 合 金 元 素 采 用 中 间 合 金 的 方 式 加 入， 同 时 加 入 覆 盖 剂 和 精 炼 剂， 能 够 降低合金的熔炼温度， 并能去除夹杂、 气体等， 提高熔体的纯净度。 0037 按 照 本 发 明， 所 述 步 骤 A 中 精 炼 具 体 为 ： 加 入 精 炼 剂 后， 搅 拌。
27、 1015min， 优 说 明 书CN 102828094 A 4/7 页 6 选 为 1214min， 吹 入 氩 气 1020min， 优 选 为 1518min， 升 温 至 750 780 ， 优 选 为 755 770 ， 保 温 2030min， 优 选 为 2530min， 降 温 至 730 750 ， 优 选 为 730 740， 保温 1020min， 优选为 1518min。 通入氩气可以排除熔体中的其他有害气体 如 氯 气 和 氧 气 等， 并 且 也 可 以 达 到 搅 拌 熔 体 的 作 用 使 得 熔 体 中 溶 质 分 布 更 加 均 匀， 避 免 偏 析等铸造。
28、缺陷的产生。 0038 所 述 步 骤 B 具 体 为 ： 将 所 述 镁 熔 体 进 行 扒 渣 处 理， 在 690 730 优 选 为 710 730， 通过事先预热至 200 300的水模具浇铸成圆棒， 优选为 200 250， 车 削后， 固溶处理， 挤压成型， 进行时效处理后， 得到变形镁合金。 0039 水模具能够加速铸锭冷却速率， 细化晶粒， 有利于大规模的工业化生产。 0040 所述固溶处理的温度为 500 550， 优选为 520 540， 时间为 232h， 优选为 2032h。 0041 所 述 挤 压 成 型 的 条 件 为 380 480 优 选 为 400 460。
29、， 预 热 30120min 后 挤 压， 优选为 60100min。 0042 在 挤 压 成 型 前 进 行 固 溶 处 理 并 预 热， 有 利 于 挤 压 过 程 的 顺 利 进 行， 避 免 “挤 不 动” 现象的产生， 同时也能降低挤压温度。 0043 加 入 锌 后 合 金 中 晶 界 处 形 成 大 量 长 条 状 的 Mg 12 YZn 析 出 相， 可 以 阻 止 晶 界 在 高 温 条 件 下 的 滑 移， 提 高 了 合 金 的 高 温 稳 定 性 ； 并 且 该 析 出 相 沿 挤 压 方 向 统 一 排 列， 而 变 形 镁 合 金 的 晶 体 结 构 为 六 方 。
30、结 构， 室 温 主 要 滑 移 系 为 （0001） 基 面 滑 移 系， 因 此 有 序 排 列 的 Mg 12 YZn 析出相能够在挤压方向起到强化作用， 阻碍基面位错滑移， 提高了合金的力学性能。 0044 所 述 时 效 处 理 优 选 为 人 工 时 效， 所 述 人 工 时 效 的 时 效 温 度 为 185 250， 优 选 为 200 240， 时效时间为 2100h， 优选为 6080h。 0045 人 工 时 效 后， 镁 基 体 中 会 产 生 大 量 均 匀 分 布 的 纳 米 尺 寸 的 Mg-RE 相， 其 能 够 阻 碍 基 面 位 错 滑 移， 降 低 合 金。
31、 变 形 的 能 力， 提 高 合 金 的 力 学 性 能。 本 发 明 采 用 多 种 稀 土 元 素 钆、 钇 和 钕 作 为 添 加 稀 土 元 素， 可 以 利 用 稀 土 元 素 间 的 相 互 作 用， 降 低 此 三 种 元 素 在 镁 基 体 中 的 固 溶 度， 提 高 时 效 硬 化 特 征， 峰 值 时 时 效 样 品 的 硬 度 达 到 130Hv， 并 能 促 进 Mg-RE 析 出 相 的形成， 提高合金的室温及高温的力学性能。 0046 为 了 进 一 步 说 明 本 发 明， 以 下 结 合 实 施 例 对 本 发 明 提 供 的 一 种 变 形 镁 合 金 及。
32、 其 制 备方法进行详细描述。 0047 以下实施例中所用的试剂均为市售。 0048 实施例 1 0049 1.1 将 纯 Mg 锭、 纯 Zn 锭、 20%Mg-Gd 中 间 合 金、 20%Mg-Y 中 间 合 金、 20%Mg-Nd 中 间 合 金 和 30%Mg-Zr 中 间 合 金 进 行 分 割、 去 除 氧 化 皮、 除 油 和 干 燥， 按 元 素 含 量 Gd 10wt%， Y 4wt%， Zn 1wt%， Nd 0.5wt%， Zr 0.4wt%， 余量为 Mg 的配比取料。配制覆盖剂 ： 将 40wt% 的 MgCl 2 ， 20wt%的 KCl， 20wt%的 CaF与。
33、 20wt%的 BaCl 2 混合得到覆盖剂 ； 配制精炼剂 ： 将 54wt% 的 KCl， 18wt% 的 BaCl 2 ， 24wt% 的 Cacl 2 与 4wt% 的 MgCO 3 混合得到精炼剂。 0050 1.2 在 99% 二 氧 化 碳 与 1% 六 氟 化 硫 混 合 气 体 保 护 的 条 件 下， 将 2wt% 合 金 原 料 的 1.1 中 配 制 的 覆 盖 剂、 1.1 中 称 取 的 纯 Mg 锭 与 纯 Zn 锭 加 至 熔 炼 炉 中， 升 温 至 750， 加 入 1.1 中称取的 Mg-Gd 中间合金和 Mg-Nd 中间合金， 搅拌 2min， 升温至 。
34、780， 加入 Mg-Y 中间 合金和 Mg-Zr中间合金， 搅拌 2min， 降温至 750， 加入 2wt%合金原料的 1.1中配制的精炼 说 明 书CN 102828094 A 5/7 页 7 剂， 搅 拌 12min 后， 吹 入 氩 气 精 炼 15min， 升 温 至 750， 保 温 静 置 25min， 降 温 至 730 保 温 静置 15min， 对镁熔体进行扒渣后， 在 730通过预热至 200的水模具浇铸成圆棒， 车削后 535固溶处理 24h， 420预热 60min 后挤压成型， 挤压温度为 420， 挤压比为 13， 挤压速 率恒定。 对挤压后的合金进行人工时效处。
35、理， 时效温度为 200， 时效时间为 72h， 得到变形 镁合金， 包含 Gd 10wt%， Y 4wt%， Zn 1wt%， Nd 0.5wt%， Zr 0.4wt%， 杂质元素 Si、 Fe、 Cu 和 Ni 的总量小于 0.02%， 余量为 Mg。 0051 对 1.2 中得到的变形镁合金进行力学性能测试， 得到其测试结果， 见表 1。 0052 表 1 实施例 1 中变形镁合金的室温及高温力学性能 0053 0054 实施例 2 0055 2.1 将 纯 Mg 锭、 纯 Zn 锭、 20%Mg-Gd 中 间 合 金、 20%Mg-Y 中 间 合 金、 20%Mg-Nd 中 间 合 金。
36、 和 30%Mg-Zr 中 间 合 金 进 行 分 割、 去 除 氧 化 皮、 除 油 和 干 燥， 按 元 素 含 量 Gd 11wt%， Y 5wt%， Zn 1.5wt%， Nd 1wt%， Zr 0.8wt%， 余量为 Mg 的配比取料。配制覆盖剂 ： 将 40wt% 的 MgCl 2 ， 20wt%的 KCl， 20wt%的 CaF与 20wt%的 BaCl 2 混合得到覆盖剂 ； 配制精炼剂 ： 将 54wt% 的 KCl， 18wt% 的 BaCl 2 ， 24wt% 的 Cacl 2 与 4wt% 的 MgCO 3 混合得到精炼剂。 0056 2.2 在 99% 二 氧 化 碳。
37、 与 1% 六 氟 化 硫 混 合 气 体 保 护 的 条 件 下， 将 2wt% 合 金 原 料 的 2.1 中 配 制 的 覆 盖 剂、 2.1 中 称 取 的 纯 Mg 锭 与 纯 Zn 锭 加 至 熔 炼 炉 中， 升 温 至 730， 加 入 2.1 中称取的 Mg-Gd 中间合金和 Mg-Nd 中间合金， 搅拌 2min， 升温至 780， 加入 Mg-Y 中间 合金和 Mg-Zr中间合金， 搅拌 2min， 降温至 730， 加入 2wt%合金原料的 2.1中配制的精炼 剂， 搅 拌 12min 后， 吹 入 氩 气 精 炼 15min， 升 温 至 780， 保 温 静 置 2。
38、5min， 降 温 至 750 保 温 静置 15min， 对镁熔体进行扒渣后， 在 720通过预热至 200的水模具浇铸成圆棒， 车削后 535固溶处理 24h， 410预热 60min 后挤压成型， 挤压温度为 410， 挤压比为 13， 挤压速 率恒定。 对挤压后的合金进行人工时效处理， 时效温度为 200， 时效时间为 72h， 得到变形 镁合金， 包含 Gd 11wt%， Y 5wt%， Zn 1.5wt%， Nd 1wt%， Zr 0.8wt%， 杂质元素 Si、 Fe、 Cu 和 Ni 的总量小于 0.02%， 余量为 Mg。 0057 对 2.2 中得到的变形镁合金进行力学性能。
39、测试， 得到其测试结果， 见表 2。 0058 表 2 实施例 2 中变形镁合金的室温及高温力 学性能 0059 说 明 书CN 102828094 A 6/7 页 8 0060 利 用 扫 面 电 镜 对 2.2 中 得 到 的 变 形 镁 合 金 进 行 分 析， 得 到 其 挤 压 态 金 相 组 织 图， 如图 1 所示。图中 A 为长条状的 Mg 12 YZn 析出相， B 为 Mg-RE 析出相 （Mg 5 Gd） 。 0061 利 用 透 射 电 镜 对 2.2 中 得 到 的 变 形 镁 合 金 进 行 分 析， 得 到 其 透 射 电 镜 显 微 组 织 图， 如图 2 所示。
40、。图中 A 为长条状的 Mg 12 YZn 析出相， B 为 Mg-RE 析出相 （Mg 5 Gd） 。 0062 实施例 3 0063 3.1 将 纯 Mg 锭、 纯 Zn 锭、 20%Mg-Gd 中 间 合 金、 20%Mg-Y 中 间 合 金、 20%Mg-Nd 中 间 合 金 和 30%Mg-Zr 中 间 合 金 进 行 分 割、 去 除 氧 化 皮、 除 油 和 干 燥， 按 元 素 含 量 Gd 10wt%， Y 4wt%， Zn 0.5wt%， Nd 2wt%， Zr 0.5wt%， 余量为 Mg 的配比取料。配制覆盖剂 ： 将 40wt% 的 MgCl 2 ， 20wt%的 K。
41、Cl， 20wt%的 CaF与 20wt%的 BaCl 2 混合得到覆盖剂 ； 配制精炼剂 ： 将 54wt% 的 KCl， 18wt% 的 BaCl 2 ， 24wt% 的 Cacl 2 与 4wt% 的 MgCO 3 混合得到精炼剂。 0064 3.2 在 99% 二 氧 化 碳 与 1% 六 氟 化 硫 混 合 气 体 保 护 的 条 件 下， 将 2wt% 合 金 原 料 的 3.1 中 配 制 的 覆 盖 剂、 3.1 中 称 取 的 纯 Mg 锭 与 纯 Zn 锭 加 至 熔 炼 炉 中， 升 温 至 730， 加 入 3.1 中称取的 Mg-Gd 中间合金和 Mg-Nd 中间合金。
42、， 搅拌 2min， 升温至 780， 加入 Mg-Y 中间 合金和 Mg-Zr中间合金， 搅拌 2min， 降温至 730， 加入 2wt%合金原料的 3.1中配制的精炼 剂， 搅 拌 12min 后， 吹 入 氩 气 精 炼 15min， 升 温 至 750， 保 温 静 置 25min， 降 温 至 730 保 温 静置 15min， 对镁熔体进行扒渣后， 在 690通过预热至 300的水模具浇铸成圆棒， 车削后 550固溶处理 24h， 450预热 60min 后挤压成型， 挤压温度为 450， 挤压比为 33， 挤压速 率恒定。 对挤压后的合金进行人 工时效处理， 时效温度为 200。
43、， 时效时间为 72h， 得到变形 镁合金， 包含 Gd 10wt%， Y 4wt%， Zn 0.5wt%， Nd 2wt%， Zr 0.5wt%， 杂质元素 Si、 Fe、 Cu 和 Ni 的总量小于 0.02%， 余量为 Mg。 0065 对 3.2 中得到的变形镁合金进行力学性能测试， 得到其测试结果， 见表 3。 0066 表 3 实施例 3 中变形镁合金的室温及高温力学性能 0067 0068 实施例 4 0069 4.1 将 纯 Mg 锭、 纯 Zn 锭、 20%Mg-Gd 中 间 合 金、 20%Mg-Y 中 间 合 金、 20%Mg-Nd 中 间 合 金 和 30%Mg-Zr 。
44、中 间 合 金 进 行 分 割、 去 除 氧 化 皮、 除 油 和 干 燥， 按 元 素 含 量 Gd 12wt%， Y 3wt%， Zn 2wt%， Nd 3wt%， Zr 0.6wt%， 余量为 Mg 的配比取料。配制覆盖剂 ： 将 40wt% 的 MgCl 2 ， 20wt%的 KCl， 20wt%的 CaF与 20wt%的 BaCl 2 混合得到覆盖剂 ； 配制精炼剂 ： 将 54wt% 的 KCl， 18wt% 的 BaCl 2 ， 24wt% 的 Cacl 2 与 4wt% 的 MgCO 3 混合得到精炼剂。 0070 4.2 在 99% 二 氧 化 碳 与 1% 六 氟 化 硫 。
45、混 合 气 体 保 护 的 条 件 下， 将 2wt% 合 金 原 料 的 4.1 中 配 制 的 覆 盖 剂、 4.1 中 称 取 的 纯 Mg 锭 与 纯 Zn 锭 加 至 熔 炼 炉 中， 升 温 至 730， 加 入 4.1 中称取的 Mg-Gd 中间合金和 Mg-Nd 中间合金， 搅拌 2min， 升 温至 780， 加入 Mg-Y 中间 合金和 Mg-Zr中间合金， 搅拌 2min， 降温至 730， 加入 2wt%合金原料的 4.1中配制的精炼 说 明 书CN 102828094 A 7/7 页 9 剂， 搅 拌 12min 后， 吹 入 氩 气 精 炼 15min， 升 温 至。
46、 780， 保 温 静 置 25min， 降 温 至 730 保 温 静置 15min， 对镁熔体进行扒渣后， 在 690通过预热至 200的水模具浇铸成圆棒， 车削后 500固溶处理 24h， 430预热 60min 后挤压成型， 挤压温度为 430， 挤压比为 33， 挤压速 率恒定。 对挤压后的合金进行人工时效处理， 时效温度为 200， 时效时间为 72h， 得到变形 镁合金， 包含 Gd 12wt%， Y 3wt%， Zn 2wt%， Nd 3wt%， Zr 0.6wt%， 杂质元素 Si、 Fe、 Cu 和 Ni 的总量小于 0.02%， 余量为 Mg。 0071 对 4.2 中得。
47、到的变形镁合金进行力学性能测试， 得到其测试结果， 见表 4。 0072 表 4 实施例 4 中变形镁合金的室温及高温力学性能 0073 0074 对比例 0075 表 5 英国 Elektron 公司 WE54 的力学性能 0076 0077 以 上 所 述 仅 是 本 发 明 的 优 选 实 施 方 式， 应 当 指 出， 对 于 本 技 术 领 域 的 普 通 技 术 人 员 来 说， 在 不 脱 离 本 发 明 原 理 的 前 提 下， 还 可 以 做 出 若 干 改 进 和 润 饰， 这 些 改 进 和 润 饰 也 应 视为本发明的保护范围。 说 明 书CN 102828094 A 1/1 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图CN 102828094 A 10 。