[发明专利]一种含Ag的高强耐热镁合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种含Ag的高强耐热镁合金，具有以下质量分数的成分：Y：4.5～6.5wt％，Nd：1.5～4.0wt％，Gd：1.5～4.0wt％，Ag：0.1～1.5wt％，Zr：0.15～1.5w％，余量为Mg，其中稀土元素总量不超过10wt％。本发明高强耐热镁合金组分为Mg‑Y‑Nd‑Gd‑Ag‑Zr，以含稀土金属间化合物的析出强化为主要强化机制，并通过添加非稀土元素Ag，形成了RE‑Ag细小高温稳定相及Mg‑RE‑Ag共晶体，新形成的相具有细小弥散及高温稳定的特点，显著提高了本发明材料的热处理时效硬化效果及耐热性能。本发明还提供了一种含Ag的高强耐热镁合金的制备方法。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，尤其涉及一种含Ag的高强耐热镁合金及其制备方法。

背景技术

在国际镁合金研究领域，时效析出强化是近些年高强度镁合金发展的重要方向，在过去的50年，国内外先后开发了多种以稀土为主合金化元素的镁合金。基于镁中添加稀土元素的时效硬化效应，大多重镁稀土都表现出良好的时效强化效果，尤其以Gd、Y元素最为显著，但此类合金依赖析出相阻碍位错运动的Orowan机制强化，明显降低合金的塑性，难以满足精密制造的加工性能要求及航空、轨道交通等领域的使用需求。

因此，有必要进一步探讨和研究多元合金强化与韧化基质，以得到能够同时满足高强、耐热和高容损的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含Ag的高强耐热镁合金及其制备方法，本发明中的含Ag高强耐热镁合金具有优异的室温力学性能和高温力学性能。

本发明提供一种含Ag的高强耐热镁合金，具有以下质量分数的成分：

Y：4.5～6.5wt％，Nd：1.5～4.0wt％，Gd：1.5～4.0wt％，Ag：0.1～1.5wt％，Zr：0.15～1.5w％，余量为Mg，其中稀土元素总量不超过10wt％。

本发明提供一种含Ag的高强耐热镁合金的制备方法，包括以下步骤：

A)将纯Mg、纯Ag、Mg-Zr中间合金和Mg-RE中间合金按照以下质量分数进行配料，熔炼并浇铸成型；

RE＝Y，Nd和Gd；

Y：4.5～6.5wt％，Nd：1.5～4.0wt％，Gd：1.5～4.0wt％，Ag：0.1～1.5wt％，Zr：0.15～1.5wt％，余量为Mg，其中稀土元素总量不超过10wt％；

B)将铸件进行热处理或挤压，得到含Ag的高强耐热镁合金。

优选的，所述步骤A)具体为：

(1)在CO₂和SF₆混合气体的保护下，将纯Mg、纯Ag、Mg-Zr中间合金和Mg-RE中间合金按比例进行配料，进行烘干，烘干温度为100～200℃，烘干时间为1～2h；

所述CO₂与SF₆的体积比为99.5：0.5；

(2)将烘干好的纯Mg、纯Ag、Mg-RE中间合金放入坩埚中随炉升温，直至完全熔化，温度控制在680～780℃；

(3)将熔体升温至700～740℃，将烘干好的Mg-Zr中间合金加入到熔体中，完全熔化后搅拌5～10分钟；

(4)将熔体降温至680～700℃，静置20～40分钟；

(5)刮除熔体表面浮渣，进行浇铸成型。

优选的，所述步骤B)中的热处理依次包括固溶处理和时效处理。

优选的，所述固溶处理的温度为500～530℃；

所述固溶处理的时间为6～24小时。