[发明专利]磁场和冷速调控Mg-Nd合金物相的方法

权利要求书

1.一种磁场和冷速调控Mg-Nd合金物相的方法，其特征在于：控制向Mg-Nd合金熔体施加的磁场，并控制Mg-Nd合金熔体的凝固过程的冷速，在Mg-Nd合金凝固过程中，确定所生成的第二相金属间化合物中的稳定物相优先生成的凝固条件，并调控第二相金属间化合物的物相种类和物相比例，使Mg-Nd合金熔体进行凝固，制备目标镁合金材料；通过控制向Mg-Nd合金熔体施加1T磁场或不加磁场，并控制合金熔体凝固过程的冷速在0.01～20℃/min范围时，在Mg-Nd合金凝固过程中的第二相金属间化合物主要包括Mg₁₂Nd亚稳定相和Mg₄₁Nd₅平衡稳定相，使Mg-Nd合金凝固过程向选择优先生成Mg₄₁Nd₅平衡稳定相的方向生成Mg-Nd合金凝固组织。

2.根据权利要求1所述的磁场和冷速调控Mg-Nd合金物相的方法，其中，Mg-Nd合金按照Mg-x％Nd的质量配比，x含量在24≤x≤66.5。

3.根据权利要求1所述磁场和冷速调控Mg-Nd合金物相的方法，其特征在于：当控制向Mg-Nd合金熔体施加均恒磁场的强度为1T，并控制Mg-Nd熔体冷速在0.01～20℃/min范围时，获得Mg-Nd合金的第二相为Mg₄₁Nd₅，合金硬度为292.35～418.54HV；当控制向Mg-Nd合金熔体不加磁场，并控制Mg-Nd熔体冷速在6～10℃/min范围时，获得Mg-Nd合金的第二相为Mg₄₁Nd₅，合金硬度为341.19～365.68HV；当控制向Mg-Nd合金熔体不加磁场，并控制Mg-Nd熔体冷速14℃/min时，获得Mg-Nd合金的第二相为Mg₁₂Nd，合金硬度为260.52HV。

4.根据权利要求1所述磁场和冷速调控Mg-Nd合金物相的方法，其特征在于，包括如下Mg-Nd合金的制备和凝固步骤：

(1)合金熔铸过程：按照Mg-x％Nd的合金元素质量比，24≤x≤66.5，称取合金原料Mg和Nd，采用的真空悬浮熔炼法，在真空达到2×10^-3Pa以下时，通入惰性保护气，并在整个熔炼过程中持续通入保护气，来保护熔炼合金材料，控制熔炼电流100～200A，熔炼过程翻转合金材料至少两次，并通过至少两次熔炼直至使合金材料的成分均匀，从而制备得到成分均匀的Mg-Nd合金铸锭；

(2)合金重熔凝固处理过程：将在所述步骤(1)中制备的Mg-Nd合金铸锭进行真空封装后，置于磁场热处理炉内，升温至550～650℃保温10～30min至完全熔化；

(3)合金重熔凝固处理处理：在施加1T均恒磁场或不施加磁场，并设置冷速在0.01～20℃/min范围，将Mg-Nd合金熔体冷却至不高于543℃，使合金完全凝固，得到具有第二相为Mg₄₁Nd₅或Mg₁₂Nd的凝固组织。