一種添加微量Mn和Sb的Mg-5%Cu合金及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種添加微量Mn和訊的Mg-5%Cu合金及其制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎮(zhèn)合金板材是航空、航天工業(yè)不可缺少的材料。航空材料減重帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和 性能改善十分顯著，商用飛機(jī)與汽車(chē)減重相同質(zhì)量帶來(lái)燃油費(fèi)用節(jié)省，前者是后者的近100 倍，而戰(zhàn)斗機(jī)的燃油費(fèi)節(jié)省又是商用飛機(jī)的近10倍，更重要的是其機(jī)動(dòng)性能改善可W極大 提高其戰(zhàn)斗力和生存能力。正因?yàn)槿绱?，航空工業(yè)才會(huì)采取各種措施增加鎮(zhèn)合金應(yīng)用?，F(xiàn) 在飛機(jī)所用的鉛材料約占飛機(jī)總重量的85%，高強(qiáng)度、耐腐蝕的鎮(zhèn)合金板比鉛板性能更好， 在飛機(jī)上應(yīng)用更有優(yōu)勢(shì)。
[0003] 鎮(zhèn)合金是減輕武器裝備質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)武器裝備輕量化，提高武器裝備各項(xiàng)戰(zhàn)術(shù)性能 的理想結(jié)構(gòu)材料。軍工上應(yīng)用，如直升機(jī)、開(kāi)擊機(jī)都要大量使用；坦克、裝甲車(chē)、軍用吉普車(chē)、 槍械武器等等，可使單兵綜合作戰(zhàn)系統(tǒng)降到6. 37Kg。用鎮(zhèn)板制造子彈殼、炮彈殼，使單兵子 彈負(fù)載增加一倍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種添加微量Mn和Sb的Mg-5%Cu合金及其制 備工藝，W獲得性?xún)?yōu)異的Mg-5%Cu合金，W滿(mǎn)足其在各領(lǐng)域的應(yīng)用要求。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是；一種添加微量Mn和訊的Mg-5%Cu合金，合金組分質(zhì)量分 數(shù)為；Cu點(diǎn)0,訊；0. 25,Mn;0. 4,其余為Mg。
[0006] 一種添加微量Mn和訊的Mg-5%Cu合金的制備工藝，包含W下步驟；W純Mg、純 化、A12Sb和A12Mn中間合金為原料，采用鑄錠冶金法制備Mg-5%Cu合金，合金鑄錠均勻 化后經(jīng)熱社、冷社制成厚2. 15mm的薄板，總變形量達(dá)到92%，后經(jīng)退火即可。
[0007] 本發(fā)明的有益效果： (1) 在Mg-5%Cu合金單獨(dú)添加和復(fù)合添加微量訊、Mn消除了合金枝晶組織，但晶粒 細(xì)化效果不明顯； (2) 單獨(dú)添加和復(fù)合添加微量訊、Mn都明顯提高了Mg-5%Cu合金的強(qiáng)度，復(fù)合添加 比單獨(dú)添加的強(qiáng)化作用更顯著； (3) 單獨(dú)添加和復(fù)合添加微量訊、Mn都抑制Mg-5%Cu合金退火過(guò)程中的再結(jié)晶，復(fù) 合添加比單獨(dú)添加的抑制再結(jié)晶效果更強(qiáng)烈。
【附圖說(shuō)明】
[000引圖1為（a)為A試樣，（b)為C試樣，（C)為D試樣的金相圖。
【具體實(shí)施方式】
[000引W純Mg、純化、A12訊和A12Mn中間合金為原料，采用鑄錠冶金法制備4種 Mg-5%Cu合金（其成分見(jiàn)表1)。合金鑄錠均勻化后經(jīng)熱社、冷社制成厚2. 15mm的薄板， 總變形量達(dá)到92%。然后沿社向截取拉伸試樣，試樣經(jīng)退火后在CSS244100電子萬(wàn)能材料 實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。金相樣品經(jīng)氣測(cè)酸水溶液電解拋光復(fù)膜后，在POLYVER2MET光 學(xué)顯微鏡下用偏光觀察。透射電鏡樣品經(jīng)機(jī)械減薄后雙噴穿孔而成，電解液為30 %硝酸 甲醇溶液，溫度為-20 °C,顯微組織觀察在冊(cè)00透射電鏡上進(jìn)行。
[0010] 表1合金的名義化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％)
圖1為4種合金金相組織。由圖中可W看出，單獨(dú)加入0. 25 %訊后基本上消除了 合金中的枝晶組織（圖1化）），0. 25 %訊和0. 4 %Mn復(fù)合添加也消除了合金中的枝晶 組織（圖1(C))，但4種合金中的晶粒大小都沒(méi)有明顯的變化。因?yàn)槲⒘坑嵟cMn加 入到A125Mg合金中，受正常凝固條件下擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)條件所限，在合金凝固過(guò)程中，訊與 Mn元素將聚集在固液界面前沿，引起溶質(zhì)原子的再分配，從而增大了合金凝固過(guò)程中的 成分過(guò)冷，使分枝過(guò)程加劇，致使枝晶網(wǎng)胞變細(xì)。而在實(shí)際的非平衡凝固中，大部分的 訊與Mn固溶在基體a(A1)中形成非平衡態(tài)的過(guò)飽和固溶體，很少或沒(méi)有析出初生Mn、 訊與鉛的金屬間化合物彌散質(zhì)點(diǎn)作為形核中必，因而對(duì)合金鑄態(tài)晶粒細(xì)化效果不明顯。
[0011] 4種合金在130°C/化退火態(tài)下的拉伸性能見(jiàn)表1。由表2可知：在Mg-5%Cu 合金中添加微量Mn和Sb均能提高其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，其抗拉強(qiáng)度提高了 19~ 67MPa，屈服強(qiáng)度提高了 25~64MPa;其中復(fù)合添加微量Mn和訊比單獨(dú)添加Mn或訊 的強(qiáng)化作用更顯著，且延伸率保持在可接受的范圍。其強(qiáng)化作用在于添加微量Mn和Sb在 合金中析出Mn、Sb與鉛的金屬間化合物彌散質(zhì)點(diǎn)抑制再結(jié)晶，穩(wěn)定亞結(jié)構(gòu)，起亞結(jié)構(gòu)強(qiáng) 化作用。此外送些質(zhì)點(diǎn)在變形過(guò)程中強(qiáng)烈地釘扎位錯(cuò)，本身對(duì)鉛合金具有強(qiáng)烈的析出強(qiáng)化 作用。
[0012] 表2 研究用合金的力學(xué)性能
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種添加微量Mn和Sb的Mg-5%Cu合金，其特征在于：合金組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：Cu: 5. 0,Sb:0? 25,Mn:0? 4,其余為Mg。2. 如權(quán)利要求1所述的一種添加微量Mn和Sb的Mg-5%Cu合金的制備工藝，其特征在 于：包含以下步驟：以純Mg、純Cu、A12Sb和A12Mn中間合金為原料，采用鑄錠冶金法制 備Mg-5%Cu合金，合金鑄錠均勻化后經(jīng)熱軋、冷軋制成厚2. 15mm的薄板，總變形量達(dá)到 92%，后經(jīng)退火即可。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種添加微量Mn和Sb的Mg-5%Cu合金，其特征在于：合金組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：Cu：5.0，Sb：0.25，Mn：0.4，其余為Mg。其制備工藝，包含以下步驟：以純Mg、純Cu、Al2Sb和Al2Mn中間合金為原料,采用鑄錠冶金法制備Mg-5%Cu合金，合金鑄錠均勻化后經(jīng)熱軋、冷軋制成厚2.15mm的薄板,總變形量達(dá)到92%，后經(jīng)退火即可。
【IPC分類(lèi)】C22C23/00, C22F1/06, C22C1/03
【公開(kāi)號(hào)】CN105200290
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410296441
【發(fā)明人】朱麗蘭
【申請(qǐng)人】朱麗蘭
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2014年6月27日