[发明专利]一种添加稀土Sc以提高AZ31铝合金耐蚀性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种添加稀土Sc以提高AZ31铝合金耐蚀性的方法，属于AZ31铝合金性能优化技术领域。

背景技术

我国的稀土资源十分丰富,据2003年英国Roskill信息公司公布的数据,我国的稀土储量为2700万t,占世界总蕴量的30·7%。如何大力开发和利用如此丰富的稀土资源已成为我国材料界的一个新的研究热点。AZ31铝合金的高温强度、抗蚀性能、焊接性能、铸造性能好,切削加工性能优越,但耐腐蚀性不是很好。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种添加稀土Sc以提高AZ31铝合金耐蚀性的方法，可细化合金的微观组织,降低了合金的腐蚀速率，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：

一种添加稀土Sc以提高AZ31铝合金耐蚀性的方法，在铸态AZ31铝合金中添加稀土Sc元素，所述稀土Sc元素以质量分数计为0.5%，余量为AZ31铝合金，采用常规的冶炼方式进行冶炼。

所述的稀土Sc元素以中间合金的方式添加。

所述的中间合金为Mg-Sc中间合金。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明通过在铸态AZ31铝合金中添加Sc后,可细化合金的微观组织,生成Al4Sc,且与Mg、Al、Mn、Fe生成了金属间化合物,减少了阴极相面积,降低了合金的腐蚀速率。尤其是当Sc含量为0.5mass%时耐蚀性最佳。

附图说明：

图1为图1AZ31和AZ31+xSc合金铸态显微组织SEM照片。

图2为1#、2#合金的微观腐蚀形貌。

具体实施方式：

实施例：

按照AZ31+xSc(x=0、0.5%、1.0%、1.5%)合金系配方,其编号分别为1#、2#、3#、4#，在电阻坩埚炉中熔炼。金属型浇铸成Φ6mm×18mm的圆柱形试样。

用日本理学公司生产的型号为D/max2500X射线衍射仪上分析合金样品的物相。铸锭中部表面经金刚石研磨膏抛光,浸蚀剂浸蚀,用KYKY2800扫描电镜(SEM/EDS)观察微观组织并确定相组成。将AZ31系列合金样品浸泡于3.5%NaCl溶液中,腐蚀28h后取出试样,去除腐蚀产物,SEM观察腐蚀形貌。

结果与分析：AZ31合金铸态组织通常为初生α-Mg基体及晶界共晶体(由α-Mg相和一次β-Mg17Al12相)组成,在一次β-Mg17Al12相周围的α-Mg基体上还有少量黑色薄片状的二次β-Mg17Al12相析出。由AZ31和AZ31+xSc合金铸态显微组织SEM照片(图1)可见,除了以上的相组成外,还有一些粒状相析出(图1a),EDS分析表明,含有Mg、Al、Mn等元素。加入少量稀土Sc(0.5mass%)后,网状的Mg17Al12相明显增多,变为断续、弥散分布的骨骼状,且分布均匀,同时出现少量粒状(图1中B点)和针状(图1中A点)的新相(图1b),XRD分析结果(图2)表明,生成Al4Sc相,EDS分析表明,针状白亮相为Al4Sc,粒状白亮相为含Mg、Al、Mn、Sc、Fe的金属间化合物(图1b、图1c、图1d)。随着Sc含量的增加,Mg17Al12相进一步破碎,有球化倾向,粒状、针状相增多、粗化,部分区域有富集(图1c、图1d)。

不同Sc含量的AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中浸泡28h,去除腐蚀产物后发现,均发生明显点蚀。图2为1#、2#合金的微观腐蚀形貌,其中,AZ31合金(图2a)受到严重腐蚀,试样遭到严重破坏,而添加稀土Sc的合金(图2b)腐蚀较轻。