[发明专利]含稀土的镁合金

说明书

技术领域

本发明涉及具有改进的可加工性和/或延展性，尤其是进行锻造时，而同时保持了良好的耐腐蚀性的含稀土的镁合金。

背景技术

稀土能够根据其质量分成稀土(“RE”-本文中定义为Y，La，Ce，Pr和Nd)和重稀土(″HRE″-本文中定义为原子序数为62至71的元素，即Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb和Lu)。它们全体一起经常称之为RE/HRE。例如，由GB-A-2095288已知RE/HRE的存在为镁合金提供了在高温下良好的强度和耐蠕变性。

镁-钇-钕-重稀土-锆合金(Mg-Y-Nd-HRE-Zr)商购获得。实例包括当前以商标Elektron WE43和Elektron WE54(此后分别称之为“WE43”和“WE54”)可获得的那些。WE43和WE54经设计而在室温至300℃下使用。而已知这些合金既能够以浇铸又能以锻造形式使用。它们化学组成，正如由ASTM B 107/B107M06定义，显示如下表1(摘自ASTM B107/B)。这些已知的WE43和WE54合金此后将一起称之为“WE43型合金”。

表1

A除非显示为范围或另外陈述该限为重量百分比最大值

B这些合金名称根据Practice B275(也参见Practice E527)

C包括没有显示具体限的所列元素

D如果铁为0.005％或更低锰最低限并不需满足

E其它稀土应该主要是重稀土，例如，钆，镝，铒和镱。其它稀土衍生于钇，典型地80％的钇，20％重稀土

F锌+银含量在WE43B不应该超过0.20％

对于这些WE43型合金，其在高温下良好强度和耐蠕变性的有益机械性能主要通过由元素如钇和钕存在引起的沉淀硬化机理而实现，这些元素的存在在合金中强化的沉淀。HRE也存在于这些强化的沉淀中，其是Mg-Y-(HRE)-Nd化合物(文献King，Lyon，Savage.59^th World Magnesium ConFErence，Montreal May 2002)。根据GB-A-2095288，这类型合金的HRE含量必须是＜40％的钇含量。尽管纯Y能够在所述合金中使用，但是为了降低合金成本，据说只要Y含量至少为60％较低纯度的起始原料能够使用。在这种具体HRE显著性的文献中还没有公认，而也将应该注意到，在特殊的实例中使用Cd也受启发。另外，King等(文献King，Lyon，Savage.59^th World Magnesium Conference，Montreal May 2002)指出Y/其它RE的比率(RE主要是HRE)应该典型地为80/20。这同一文献也教导，当WE43型合金的HRE组分根据蠕变性能是有益的同时高含量加入RE如Ce和La(即以0.5wt％的级别)可能不良影响合金的拉伸性能。

采用Y含量约4％，WE43型合金典型地包括约1％的HRE，其能够包括Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Yb和Lu以及其它RE如La，Ce和Pr(文献King，Lyon，Savage.59^th World Magnesium Conference，Montreal May 2002)。每一这些单个元素的浓度在该文献中没有明确指出，其仅仅指出“其它稀土应该主要是重稀土，例如，Gd，Dy，Er，Yb”(参见ASTM B107/B 107M06)，或还有参考“Nd和其它重稀土”(参考BSI 3116：2007)。尽管这些对WE43型合金公开的数据表暗示这些“其它稀土”的水平可能十分低，实际上在这种商购合金中的总浓度为HRE加上存在的Y总量的约20％(参考表1脚注e)。因此对于含4％Y的WE43合金，就应该是约1％的“其它稀土”。在这个含量的其它稀土中，除了Gd，Dy，Er，Yb和Sm的HRE一般为约该合金中10％-30％的所述总含量Gd，Dy，Er，Yb和Sm。