均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種均勻彌散分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金，是Mg?Zn?Y合金，其中Mg：89wt.％～93wt.％,Zn:6wt.％～8wt.％,Y:1wt.％～3wt.％。還公開了其制備方法。本發(fā)明提供的均勻彌散分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀β1′相的時(shí)效強(qiáng)化合金，是在制備鑄態(tài)Mg?Zn?Y合金的基礎(chǔ)上，進(jìn)行高壓作用下的固溶處理及效處理后得到的。在鎂基體上均勻彌散分布著高密度、尺寸約為10nm的粒狀準(zhǔn)晶和β1′?MgZn2沉淀析出相，從而使得合金在200℃時(shí)效時(shí)具有較高的峰值時(shí)效硬度，達(dá)到105HV。合金可在200℃條件下進(jìn)行長(zhǎng)期時(shí)效處理，具有較好的熱穩(wěn)定性。本發(fā)明制備方法，步驟簡(jiǎn)單，易操作，條件易控制實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】
均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金及制備方法，具體屬于合金技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂合金具有優(yōu)良導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、電磁屏蔽性能和高的比強(qiáng)度、比剛度、減震性等特點(diǎn)，是目前實(shí)際應(yīng)用最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空航天、汽車和3C(計(jì)算機(jī)、通信及消費(fèi)電子產(chǎn)品)等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，鎂合金由于強(qiáng)度較低、韌性差、塑性加工困難、高溫蠕變性能差等問題，限制了其在工業(yè)上的進(jìn)一步應(yīng)用。因此，通過各種制備技術(shù)來提高鎂合金力學(xué)性能，擴(kuò)大鎂合金應(yīng)用范圍是鎂合金技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)的重點(diǎn)。
[0003]自1984年美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)謝切曼(D.shechtman)等人在急冷的Al-Mn合金中首次發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶以來，在鋁基、鎂基及其它合金中相繼發(fā)現(xiàn)了很多種準(zhǔn)晶。1993年，我國(guó)北京航空材料研究所的羅治平等人首先確定了Mg-Zn-Y合金中的Mg3Zn6Y三元相為二十面體準(zhǔn)晶，并對(duì)Mg-Zn-RE系準(zhǔn)晶進(jìn)行了大量的研究工作。準(zhǔn)晶相因具有獨(dú)特的原子排列結(jié)構(gòu)，使其具有優(yōu)異的機(jī)械性能和物理性能，如高強(qiáng)度、低摩擦系數(shù)、低熱導(dǎo)率、低電導(dǎo)率、抗氧化、耐腐蝕等。研究表明，時(shí)效強(qiáng)化是鎂合金最主要的強(qiáng)化方法之一，而作為增強(qiáng)相的準(zhǔn)晶形貌、大小、數(shù)量和分布對(duì)鎂基合金的性能起著重要的影響。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，CN101705405 A公開了鎂基球形準(zhǔn)晶中間合金及其制備方法，采用控制冷卻速率的方法制備了Mg-Zn-Y-Mn-Cu五元鎂基二十面體球形準(zhǔn)晶中間合金，其化學(xué)成分為(wt.%):Mg 55.0 ?65.0% ,Zn 30.0 ?40.0%, Y 2.5 ?5.5%, Mn 0.10 ?1.50% ,Cu
0.1O?0.50 %。制備的球形準(zhǔn)晶直徑為2?7μπι，體積占總體積的35?45% XN 101705406 A公開了鎂基球形準(zhǔn)晶中間合金及其制備方法，采用控制冷卻速率的方法制備了 Mg-Zn-Y-C四元鎂基二十面體球形準(zhǔn)晶中間合金，其化學(xué)成分為(wt.%):Mg 55.0?65.0% ,Zn 30.0?40.0%,Y 2.5?5.5%，C 0.10?0.50 %。制備的球形準(zhǔn)晶直徑為2?7μπι，體積占總體積的40?48%<XN101705407 A公開了鎂基球形準(zhǔn)晶中間合金及其制法，采用控制冷卻速率的方法制備了Mg-Zn-Y-Ti四元鎂基二十面體球形準(zhǔn)晶中間合金，其化學(xué)成分為(wt.% ):Mg55.0?65.0% ,Zn 30.0?40.0% ,Y 2.5?5.5% ,Ti 0.10?0.50%。制備的球形準(zhǔn)晶直徑為6?ΙΟμπι，體積占總體積的30?40%<XN102212727A公開了一種自生準(zhǔn)晶增強(qiáng)Mg-Zn-Y合金及熔煉方法，采用在熔體中加入Al-T1-C的方法制備了自生準(zhǔn)晶增強(qiáng)Mg-Zn-Y合金，其化學(xué)成分為(wt.% ):Zn 3.0 ?10.0%, Y 0.5?3.0 %，Al-T1-C 0.05 ?1.0%oZL201210239762.8公開了一種具有超細(xì)凝固組織的準(zhǔn)晶增強(qiáng)Mg-Zn-Y合金及其制備方法，采用CS-1B型高壓六面頂壓設(shè)備制備了含有自生準(zhǔn)晶的細(xì)晶Mg-Zn-Y合金，其化學(xué)成為(wt.%):Zn 6.0?10.0%,Y 1.0?3.0%。
[0005]上述專利主要是在普通凝固和快速凝固條件下制得的鎂基球形準(zhǔn)晶中間合金，其所制備出的二十面體準(zhǔn)晶相尺度均為μπι級(jí)，而關(guān)于準(zhǔn)晶尺度在nm級(jí)別的報(bào)道很少。具有在鎂基體上均勻彌散分布著粒狀準(zhǔn)晶和棒狀β' ^MgZn2相的時(shí)效強(qiáng)化Mg-Zn-Y合金，尚未見于相關(guān)報(bào)道中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種時(shí)效強(qiáng)化鎂合金，其上均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相，制備方法簡(jiǎn)單易操作。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0008]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金，所述時(shí)效強(qiáng)化合金是Mg-Zn-Y合金，其中Mg:89wt.%?93wt.% ,Zn:6wt.%?8wt.% ,Y:1wt.%?3wt.%。
[0009]前述均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金中，在鎂基體上均勻、彌散分布棒狀K 1-MgZn2和粒狀二十面體準(zhǔn)晶相;Zn元素在鎂基體中的固溶度>6wt.%，有利于時(shí)效相析出量增多。
[0010]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，包括以下步驟:S1、鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金材料的制備;S2、高壓固溶處理;S3、等溫時(shí)效處理。
[0011]前述均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，具體包括以下步驟:
[0012]S1、鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金材料的制備:
[0013]S1.1、稱取鎂錠、鋅錠和Mg_30Y中間合金(其中Y:30wt.% )，進(jìn)行預(yù)熱烘烤，備用；
[0014]S1.2、在坩禍電阻爐中將坩禍溫度升至前期溫度時(shí)，向坩禍中加入S1.1中處理后的鎂錠和鋅錠，通入保護(hù)氣體，繼續(xù)升溫至鎂錠和鋅錠熔化，再加入S1.1中處理后的Mg-30Y中間合金，至Mg_30Y中間合金恪化后攪拌2?5分鐘，攪拌完成后在設(shè)定溫度下保溫10?15分鐘，隨后升溫靜置3?5分鐘，使成分進(jìn)一步均勻化，撇去溶液表面浮渣，再澆注于金屬模中，得到鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金；
[0015]S2、高壓固溶處理:取SI中得到的鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金，設(shè)定預(yù)設(shè)壓力和預(yù)設(shè)溫度，在預(yù)設(shè)溫度和預(yù)設(shè)壓力下進(jìn)行保溫保壓20分鐘，隨后在保壓條件下快速冷卻至室溫，得到固溶處理后的Mg-Zn-Y合金;其中Zn在鎂基體中固溶度>6wt.%，且Zn元素偏析度??；
[0016]S3、等溫時(shí)效處理:將S2中經(jīng)過固溶處理后的Mg-Zn-Y合金在200 °C進(jìn)行8?12h等溫時(shí)效處理，即得。
[0017]前述均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，步驟S1.1中，稱取的鎂錠、鋅錠和Mg_30Y中間合金的質(zhì)量比為:89?93: 6?8: 3?9。
[0018]前述均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，步驟S1.1中，預(yù)熱烘烤是在200°C下進(jìn)行預(yù)熱烘烤。
[0019]前述均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，步驟S1.2中，前期溫度為350°C?400°C，設(shè)定溫度為750°C?780°C，升溫靜置是升溫至790°C?820°C靜置。
[0020]前述均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，步驟S1.2中，保護(hù)氣體為C02/SF6混合氣體。
[0021]前述均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，步驟S2中，預(yù)設(shè)壓力為2?6GPa，預(yù)設(shè)溫度為600°C?900°C。
[0022]前述均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，步驟S2中，采用CS-1B型高壓六面頂壓機(jī)進(jìn)行固溶處理，試樣尺寸為Φ6 X 8_。
[0023]本發(fā)明通過制備鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金并對(duì)其進(jìn)行高壓作用下固溶處理和時(shí)效處理，從而獲得在α-Mg基體上均勻、彌散分布著密度較高的粒狀準(zhǔn)晶相和棒狀K X-MgZn2時(shí)效沉淀析出相的時(shí)效強(qiáng)化合金。
[0024]以本發(fā)明制備的Mg-7.28Zn-2.88Y合金為例，本發(fā)明中進(jìn)行固溶處理，是在GPa級(jí)高壓作用下進(jìn)行的，通過控制加熱壓力、固溶溫度，獲得所需合金材料。施加壓力對(duì)Zn在鎂基體中固溶度有著極大的影響:在GPa級(jí)高壓作用下固溶處理時(shí)，在一定壓力范圍內(nèi)，Zn在基體中的固溶度隨壓力增加而增高，所以本發(fā)明中采用在GPa級(jí)高壓作用下固溶，Zn在基體中的固溶度較常壓下大幅度升高。
[0025]在高壓作用下進(jìn)行固溶處理時(shí)，固溶溫度對(duì)Zn在鎂基體中固溶度也存在很大影響，如圖1所示。固溶溫度較低時(shí)，不但Zn在基體中溶解度較小，而且Zn的偏析度較大，晶界富集Zn濃度較高，而晶粒內(nèi)部Zn濃度較低；隨著固溶溫度升高，不但Zn固溶度增大而且其偏析程度也減?。坏?，若固溶溫度過高，晶界將發(fā)生熔化。由圖1可知，在4GPa和700?800°C條件下固溶時(shí)，Zn在基體中平均固溶度>6.0wt.%，且偏析程度極小。
[0026]圖2是在4GPa條件下，固溶處理溫度對(duì)200°C等溫時(shí)效硬化曲線的影響圖。本發(fā)明中，當(dāng)時(shí)效溫度低時(shí)，K 1-MgZn2相相對(duì)含量增多；當(dāng)時(shí)效溫度高時(shí)，準(zhǔn)晶及K X-MgZn2相長(zhǎng)大速率迅速增大。最終選用200°C作為時(shí)效過程中的優(yōu)選時(shí)效溫度。由圖2中可知，隨著前期固溶處理溫度的提升，在進(jìn)行后續(xù)等溫時(shí)效處理時(shí)，峰值硬度越高。本發(fā)明中峰值硬度可達(dá)1MW0
[0027]圖3是本發(fā)明的時(shí)效強(qiáng)化合金(鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金經(jīng)4GPa和800°C條件下固溶，再經(jīng)2000C等溫時(shí)效10小時(shí)后得到)組織形貌TEM圖。在峰值時(shí)效組織中存在著析出密度較高的“顆粒狀”析出相，析出相平均直徑約為1nm;鎂基體上的粒狀沉淀相的FFT顯示具有五重轉(zhuǎn)軸對(duì)稱性的正二十面，由此可推斷該粒狀沉淀相為二十面體準(zhǔn)晶1-Mg3Zn6Y相。和晶態(tài)合金相比，準(zhǔn)晶具有很高的硬度和較低的界面能，因此經(jīng)過固溶處理和時(shí)效處理后的合金獲得較高的峰值硬度。經(jīng)4GPa和800 °C條件下固溶，再經(jīng)200 °C等溫時(shí)效后，在鎂基體上均勻、彌散分布著高密度、尺寸約為1nm的粒狀準(zhǔn)晶和K X-MgZn2時(shí)效沉淀析出相，使得時(shí)效強(qiáng)化合金峰值時(shí)效硬度可達(dá)105HV。此外將本發(fā)明中合金在200°C進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間時(shí)效處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該合金組織具有較好的熱穩(wěn)定性。
[0028]本發(fā)明的有益之處在于:本發(fā)明提供的一種均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化合金，是通過在制備鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金的基礎(chǔ)上，進(jìn)行高壓作用下固溶處理和時(shí)效處理后得到的。本發(fā)明的時(shí)效強(qiáng)化合金在鎂基體上均勻、彌散分布著高密度、尺寸約為1nm的粒狀準(zhǔn)晶和K X-MgZn2沉淀析出相，從而使得本發(fā)明的合金具有較高的峰值時(shí)效硬度，最高可達(dá)至IJ105HV。本發(fā)明中的合金可在200°C條件下進(jìn)行長(zhǎng)期時(shí)效處理，具有較好的熱穩(wěn)定性。本發(fā)明中提供的制備方法，步驟簡(jiǎn)單，易操作，條件易控制實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0029]圖1是不同固溶溫度對(duì)Zn在鎂基體中固溶度及偏析程度的影響圖；
[0030]圖2是在4GPa條件下，固溶處理溫度對(duì)200°C等溫時(shí)效硬化曲線的影響圖；
[0031]圖3是本發(fā)明的時(shí)效強(qiáng)化合金(鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金經(jīng)4GPa和800°C條件下固溶，再經(jīng)2000C等溫時(shí)效10小時(shí)后得到)組織形貌TEM圖；
[0032]圖中附圖標(biāo)記的含義:圖1和圖2:a-常壓下固溶處理，b_4GPa、600°C下固溶處理，c-4GPa、700°C下固溶處理，d_4GPa、800°C下固溶處理；圖3: (a)-標(biāo)尺長(zhǎng)度200nm,(b)-標(biāo)尺長(zhǎng)度5nm。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的介紹。
[0034]實(shí)施例1
[0035]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金，是Mg-Zn-Y合金，其中Mg:89wt.%?93wt.% , Zn: 6wt.% ?8wt., Y:1wt.% ?3wt.%。
[0036]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，具體包括以下步驟:
[0037]S1、鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金材料的制備:
[0038]S1.1、稱取鎂錠、鋅錠和Mg_30Y中間合金，進(jìn)行預(yù)熱烘烤，備用；
[0039]S1.2、在坩禍電阻爐中將坩禍溫度升至前期溫度時(shí)，加入S1.1中處理后的鎂錠和鋅錠，通入保護(hù)氣體，繼續(xù)升溫至鎂錠和鋅錠熔化，再加入S1.1中處理后的Mg-30Y中間合金，至Mg-30Y中間合金恪化后攪拌2?5分鐘，攪拌完成后在設(shè)定溫度下保溫10?15分鐘，隨后升溫靜置3?5分鐘，再澆注于金屬模中，得到鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金；
[0040]S2、高壓固溶處理:取SI中得到的鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金，設(shè)定預(yù)設(shè)壓力和預(yù)設(shè)溫度，在預(yù)設(shè)溫度和預(yù)設(shè)壓力下進(jìn)行保溫保壓20分鐘，隨后在保壓條件下快速冷卻至室溫，得到固溶處理后的Mg-Zn-Y合金；
[0041 ] S3、等溫時(shí)效處理:將S2中經(jīng)過固溶處理后的Mg-Zn-Y合金在200°C進(jìn)行8?12h等溫時(shí)效處理，即得。
[0042]實(shí)施例2
[0043]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金，是Mg-Zn-Y合金，其中Mg:89wt.% ,Zn:8wt.% ,Y: 3wt.%。所述合金中，在鎂基體上均勾、彌散分布棒狀β/ -MgZm和粒狀二十面體準(zhǔn)晶相，Zn元素在鎂基體中的固溶度>6wt.%。
[0044]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，具體包括以下步驟:
[0045]S1、鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金材料的制備:
[0046]S1.1、稱取鎂錠、鋅錠和Mg-30Y中間合金，質(zhì)量比為:89:8:9，在200°C下進(jìn)行預(yù)熱烘烤，備用；
[0047]S1.2、在坩禍電阻爐中將坩禍溫度升至前期溫度350°C時(shí)，加入S1.1中處理后的鎂錠和鋅錠，通入C02/SF6混合氣體作為保護(hù)氣體，繼續(xù)升溫至鎂錠和鋅錠熔化，再加入S1.1中處理后的Mg-30Y中間合金，至Mg-30Y中間合金恪化后攪拌2分鐘，攪拌完成后在設(shè)定溫度750°C下保溫15分鐘，隨后升溫至790°C靜置5分鐘，再澆注于金屬模中，得到鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金；
[0048]S2、高壓固溶處理:取SI中得到的鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金，設(shè)定預(yù)設(shè)壓力為2GPa和預(yù)設(shè)溫度為600°C，在預(yù)設(shè)溫度和預(yù)設(shè)壓力下進(jìn)行保溫保壓20分鐘，隨后在保壓條件下快速冷卻至室溫，得到固溶處理后的Mg-Zn-Y合金；
[0049]S3、等溫時(shí)效處理:將S2中經(jīng)過固溶處理后的Mg-Zn-Y合金在200°C進(jìn)行12h等溫時(shí)效處理，即得。
[0050]實(shí)施例3
[0051 ]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金，是M g - Z η - Y合金，其中M g:93wt.% ,Zn:6wt.% ,Y:1wt.%。所述合金中，在鎂基體上均勾、彌散分布棒狀吖1-MgZm和粒狀二十面體準(zhǔn)晶相，Zn元素在鎂基體中的固溶度>6wt.%。
[0052]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，具體包括以下步驟:
[0053]S1、鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金材料的制備:
[0054]S1.1、稱取鎂錠、鋅錠和Mg-30Y中間合金，質(zhì)量比為:93:6: 3，在200°C下進(jìn)行預(yù)熱烘烤，備用；
[0055]S1.2、在坩禍電阻爐中將坩禍溫度升至前期溫度400°C時(shí)，加入S1.1中處理后的鎂錠和鋅錠，通入C02/SF6混合氣體作為保護(hù)氣體，繼續(xù)升溫至鎂錠和鋅錠熔化，再加入S1.1中處理后的Mg-30Y中間合金，至Mg-30Y中間合金恪化后攪拌5分鐘，攪拌完成后在設(shè)定溫度780°C下保溫10分鐘，隨后升溫至820°C靜置3分鐘，再澆注于金屬模中，得到鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金；
[0056]S2、高壓固溶處理:取SI中得到的鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金，設(shè)定預(yù)設(shè)壓力為6GPa和預(yù)設(shè)溫度為900°C，在預(yù)設(shè)溫度和預(yù)設(shè)壓力下進(jìn)行保溫保壓20分鐘，隨后在保壓條件下快速冷卻至室溫，得到固溶處理后的Mg-Zn-Y合金;其中，高壓固溶處理采用CS-1B型高壓六面頂壓機(jī)進(jìn)行固溶處理，試樣為Φ 6 X 8mm的試樣；
[0057]S3、等溫時(shí)效處理:將S2中經(jīng)過固溶處理后的Mg-Zn-Y合金在200°C進(jìn)行8h等溫時(shí)效處理，即得。
[0058]實(shí)施例4
[0059]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金，是Mg-Zn-Y合金，其中Mg:90wt.%,Zn:7wt.%,Y:3wt.%。所述合金中，在鎂基體上均勻、彌散分布棒狀吖1-MgZn2和粒狀二十面體準(zhǔn)晶相，Zn元素在鎂基體中的固溶度>6wt.%。
[0060]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，具體包括以下步驟:[0061 ] S1、鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金材料的制備:
[0062]S1.1、稱取鎂錠、鋅錠和Mg-30Y中間合金，質(zhì)量比為:91:7:6，在200°C下進(jìn)行預(yù)熱烘烤，備用；
[0063]S1.2、在坩禍電阻爐中將坩禍溫度升至前期溫度380°C時(shí)，加入S1.1中處理后的鎂錠和鋅錠，通入C02/SF6混合氣體作為保護(hù)氣體，繼續(xù)升溫至鎂錠和鋅錠熔化，再加入S1.1中處理后的Mg-30Y中間合金，至Mg-30Y中間合金恪化后攪拌3分鐘，攪拌完成后在設(shè)定溫度770°C下保溫12分鐘，隨后升溫至800°C靜置4分鐘，再澆注于金屬模中，得到鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金；
[0064]S2、高壓固溶處理:取SI中得到的鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金，設(shè)定預(yù)設(shè)壓力為4GPa和預(yù)設(shè)溫度為700°C，在預(yù)設(shè)溫度和預(yù)設(shè)壓力下進(jìn)行保溫保壓20分鐘，隨后在保壓條件下快速冷卻至室溫，得到固溶處理后的Mg-Zn-Y合金；
[0065]S3、等溫時(shí)效處理:將S2中經(jīng)過固溶處理后的Mg-Zn-Y合金在200°C進(jìn)行1h等溫時(shí)效處理，即得。
[0066]實(shí)施例5
[0067]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金，是Mg- Z η - Y合金，其中M g:91wt.%,Zn:7.5wt.%,Y:1.5wt.%0所述合金中，在鎂基體上均勻、彌散分布棒狀吖1-MgZn2和粒狀二十面體準(zhǔn)晶相，Zn元素在鎂基體中的固溶度>6wt.%。
[0068]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，具體包括以下步驟:
[0069]S1、鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金材料的制備:
[0070]31.1、稱取鎂錠、鋅錠和1%-30￥中間合金，質(zhì)量比為:92:7.8:5，在200°(:下進(jìn)行預(yù)熱烘烤，備用；
[0071]S1.2、在坩禍電阻爐中將坩禍溫度升至前期溫度360°C時(shí)，加入S1.1中處理后的鎂錠和鋅錠，通入C02/SF6混合氣體作為保護(hù)氣體，繼續(xù)升溫至鎂錠和鋅錠熔化，再加入S1.1中處理后的Mg-30Y中間合金，至Mg-30Y中間合金恪化后攪拌4分鐘，攪拌完成后在設(shè)定溫度760°C下保溫13分鐘，隨后升溫至810°C靜置3.5分鐘，再澆注于金屬模中，得到鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金；
[0072]S2、高壓固溶處理:取SI中得到的鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金，設(shè)定預(yù)設(shè)壓力為4GPa和預(yù)設(shè)溫度為800°C，在預(yù)設(shè)溫度和預(yù)設(shè)壓力下進(jìn)行保溫保壓20分鐘，隨后在保壓條件下快速冷卻至室溫，得到固溶處理后的Mg-Zn-Y合金;其中，高壓固溶處理采用CS-1B型高壓六面頂壓機(jī)進(jìn)行固溶處理，試樣為Φ 6 X 8mm的試樣；
[0073]S3、等溫時(shí)效處理:將S2中經(jīng)過固溶處理后的Mg-Zn-Y合金在200°C進(jìn)行Ilh等溫時(shí)效處理，即得。
[0074]實(shí)施例6
[0075]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金，是Mg- Z η - Y合金，其中M g:92wt.%,Zn:6wt.%,Y:2wt.%。所述合金中，在鎂基體上均勻、彌散分布棒狀K i_MgZn2和粒狀二十面體準(zhǔn)晶相，Zn元素在鎂基體中的固溶度>6wt.%。
[0076]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，具體包括以下步驟:
[0077]S1、鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金材料的制備:
[0078]S1.K稱取鎂錠、鋅錠和Mg-30Y中間合金，質(zhì)量比為:92.5:6.5:7，在200 °C下進(jìn)行預(yù)熱烘烤，備用；
[0079]S1.2、在坩禍電阻爐中將坩禍溫度升至前期溫度370°C時(shí)，加入S1.1中處理后的鎂錠和鋅錠，通入C02/SF6混合氣體作為保護(hù)氣體，繼續(xù)升溫至鎂錠和鋅錠熔化，再加入S1.1中處理后的Mg-30Y中間合金，至Mg-30Y中間合金恪化后攪拌5分鐘，攪拌完成后在設(shè)定溫度780°C下保溫14分鐘，隨后升溫至790°C靜置4.5分鐘，再澆注于金屬模中，得到鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金；
[0080]S2、高壓固溶處理:取SI中得到的鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金，設(shè)定預(yù)設(shè)壓力為5GPa和預(yù)設(shè)溫度為850°C，在預(yù)設(shè)溫度和預(yù)設(shè)壓力下進(jìn)行保溫保壓20分鐘，隨后在保壓條件下快速冷卻至室溫，得到固溶處理后的Mg-Zn-Y合金；
[0081 ] S3、等溫時(shí)效處理:將S2中經(jīng)過固溶處理后的Mg-Zn-Y合金在200°C進(jìn)行9h等溫時(shí)效處理，即得。
[0082]實(shí)施例7
[0083]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金，是Mg-Zn-Y合金，其中Mg:89.84wt.%,Zn:7.28wt.%,Y:2.88wt.%。所述合金中，在鎂基體上均勻、彌散分布棒狀β’ i_MgZn2和粒狀二十面體準(zhǔn)晶相，Zn元素在鎂基體中的固溶度>6wt.%。
[0084]均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，具體包括以下步驟:
[0085]S1、鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金材料的制備:
[0086]S1.K稱取鎂錠、鋅錠和Mg-30Y中間合金，質(zhì)量比為:90.5:7.5:8，在200 °C下進(jìn)行預(yù)熱烘烤，備用；
[0087]S1.2、在坩禍電阻爐中將坩禍溫度升至前期溫度400°C時(shí)，加入S1.1中處理后的鎂錠和鋅錠，通入C02/SF6混合氣體作為保護(hù)氣體，繼續(xù)升溫至鎂錠和鋅錠熔化，再加入S1.1中處理后的Mg-30Y中間合金，至Mg-30Y中間合金恪化后攪拌3.5分鐘，攪拌完成后在設(shè)定溫度750°C下保溫11分鐘，隨后升溫至820°C靜置4分鐘，再澆注于金屬模中，得到鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金；
[0088]S2、高壓固溶處理:取SI中得到的鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金，設(shè)定預(yù)設(shè)壓力為4GPa和預(yù)設(shè)溫度為750°C，在預(yù)設(shè)溫度和預(yù)設(shè)壓力下進(jìn)行保溫保壓20分鐘，隨后在保壓條件下快速冷卻至室溫，得到固溶處理后的Mg-Zn-Y合金;其中，高壓固溶處理采用CS-1B型高壓六面頂壓機(jī)進(jìn)行固溶處理，試樣為Φ 6 X 8mm的試樣；
[0089]S3、等溫時(shí)效處理:將S2中經(jīng)過固溶處理后的Mg-Zn-Y合金在200 °C進(jìn)行10.5h等溫時(shí)效處理，即得。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金，其特征在于:所述時(shí)效強(qiáng)化合金是Mg-Zn-Y合金，其中Mg:89wt.%?93wt.% ,Zn:6wt.%?8wt.% ,Y:1wt.%?3wt.%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金，其特征在于:所述合金中，在鎂基體上均勻、彌散分布棒狀K X-MgZn2和粒狀二十面體準(zhǔn)晶相，Zn元素在鎂基體中的固溶度>6wt.%。3.如權(quán)利要求1或2所述的均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:S1、鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金材料的制備;S2、高壓固溶處理;S3、等溫時(shí)效處理。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: S1、鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金材料的制備: S1.K稱取鎂錠、鋅錠和Mg-30Y中間合金，進(jìn)行預(yù)熱烘烤，備用； 51、2、在坩禍電阻爐中將坩禍溫度升至前期溫度時(shí)，加入S1.1中處理后的鎂錠和鋅錠，通入保護(hù)氣體，繼續(xù)升溫至鎂錠和鋅錠熔化，再加入S1.1中處理后的Mg-30Y中間合金，至Mg-30Y中間合金熔化后攪拌2?5分鐘，攪拌完成后在設(shè)定溫度下保溫10?15分鐘，隨后升溫靜置3?5分鐘，再澆注于金屬模中，得到鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金； 52、高壓固溶處理:取SI中得到的鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金，設(shè)定預(yù)設(shè)壓力和預(yù)設(shè)溫度，在預(yù)設(shè)溫度和預(yù)設(shè)壓力下進(jìn)行保溫保壓20分鐘，隨后在保壓條件下快速冷卻至室溫，得到固溶處理后的Mg-Zn-Y合金； 53、等溫時(shí)效處理:將S2中經(jīng)過固溶處理后的Mg-Zn-Y合金在200°C進(jìn)行8?12h等溫時(shí)效處理，即得。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，其特征在于:所述步驟S1.1中，稱取的鎂錠、鋅錠和Mg-30Y中間合金的質(zhì)量比為:89?93: 6?8:3?9ο6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，其特征在于:所述步驟S1.1中，預(yù)熱烘烤是在200°C下進(jìn)行預(yù)熱烘烤。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，其特征在于:所述步驟S1.2中，前期溫度為350°C?400°C，設(shè)定溫度為750°C?780°C，升溫靜置是升溫至790°C?820°C靜置。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，其特征在于:所述步驟S1.2中，保護(hù)氣體為C02/SF6混合氣體。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，其特征在于:所述步驟S2中，預(yù)設(shè)壓力為2?6GPa，預(yù)設(shè)溫度為600°C?900°C。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的均勻分布粒狀準(zhǔn)晶和棒狀相的時(shí)效強(qiáng)化鎂合金的制備方法，其特征在于:所述步驟S2中，采用CS-1B型高壓六面頂壓機(jī)進(jìn)行固溶處理，試樣尺寸為Φ 6 X8mm ο
【文檔編號(hào)】C22C1/03GK105937005SQ201610436222
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】林小娉, 董允, 樊志斌, 李博, 王林, 徐高鵬, 王怡
【申請(qǐng)人】東北大學(xué)秦皇島分校