[发明专利]一种Mg-5Zn-0.4Zr合金力学性能改善方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Mg-5Zn-0.4Zr合金力学性能改善方法，属于合金性能优化技术领域。

背景技术

镁合金由于具有密度小、比强度高、抗震性能优、导热率高、尺寸稳定性、切削加工性好且产品易于回收利用等优点，而有望成为21世纪重要的商用轻质结构材料。高性能镁合金主要应用在航天航空、交通运输等领域，因此，人们主要致力于开发高强、高韧、耐腐蚀并且具有优良成型性能的变形镁合金。Mg-Zn-Zr系合金是最常用的变形镁合金之一，其典型合金为ZK60镁合金。ZK60镁合金的主要成分为5.0%~6.0%Zn，0.3%~0.8%Zr，它具有较高的强度和良好的塑性。但是，这种合金也存在凝固区间大，共晶温度偏低，凝固时显微偏析严重，疏松缩孔明显，铸造性能差等诸多缺点，从而使其应用受到很大的限制。

发明内容

本发明要解决的问题：提供一种Mg-5Zn-0.4Zr合金力学性能改善方法，旨在改善合金的综合性能，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：

一种Mg-5Zn-0.4Zr合金力学性能改善方法，将纯镁、纯锌、锆中间合金及钇、镝元素置于电阻坩埚炉中熔炼，熔炼时采用CO2+SF6混合气体保护，熔炼温度为770℃，静置15min后，在700℃浇入预热至180℃时浇注。

所述的钇以质量分数计为0.98%，并以镁钇中间合金形式添加。

所述的镝以质量分数计为0.97%，并以镁镝中间合金形式添加。

本发明的有益效果：

本发明中同时添加Dy和Y后，由于Dy和Y之间原子相互交换作用，令形成的主要第二相I相和W相的比例发生变化，合金的力学性能稍有提高，其伸长率明显提高。

具体实施方式：

实施例：

本发明材料为纯镁(纯度为99.96%，质量分数)、纯锌(纯度为99.92%，质量分数，下同)、镁锆中间合金(30%Zr)、镁镝中间合金(20%Dy)和镁钇中间合金(20%Y)，设计合金成分见表1。合金熔炼在电阻坩埚炉中进行，熔炼时采用CO2+SF6混合气体保护，熔炼温度为770℃，静置15min后，在700℃浇入预热至180℃的铁模中，浇注成的合金铸棒和铸锭的尺寸(直径×高)分别为16mm×150mm和60mm×130mm。

采用CSS??44100万能电子实验机进行力学性能测试，拉伸速率为2mm/min。

表2所示为1~4号合金的强度和伸长率。由表2可见：单独添加Dy后，合金2的抗拉强度由未加稀土的合金1的199.7MPa降低到175.6MPa，其屈服强度无明显变化；单独添加Y后，合金3的抗拉强度和屈服强度稍有提高。同时添加Dy和Y的合金4的抗拉强度和屈服强度由合金1的199.7MPa和98.7MPa分别提高到210.2MPa和115.6MPa。单独添加Dy和Y或同时添加Dy和Y均使合金的伸长率明显提高，伸长率由合金1的3.1%分别提高到4.2%，5.8%和8.6%，分别提高了35.4%，87.1%和177.4%。说明单独添加Dy对ZK60合金无明显强化作用，但是单独添加Y或同时加入Dy和Y都能强化ZK60镁合金，同时加入Dy和Y产生的强化效果最明显。