一種高強(qiáng)度鎂合金及誘導(dǎo)改變析出相位向制備高強(qiáng)度鎂合金的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于儀合金技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，設(shè)及一種高強(qiáng)度儀合金及誘導(dǎo)改變析出 相位向制備高強(qiáng)度儀合金的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，可熱處理強(qiáng)化商用儀合金如AZ系、ZK系和Mg-RE合金因其分別具有強(qiáng)度較 低、不可焊接、成本較高的缺點(diǎn)在很大程度上限制了其在航空、航天，國(guó)防軍工尤其是民用 如汽車、3C等領(lǐng)域的應(yīng)用。可熱處理強(qiáng)化的高強(qiáng)ZK系儀合金，雖然其析出相Mg2化具有很好 的時(shí)效強(qiáng)化效果，但其因含Zr而成本較高，因 Zn含量較高而具有不可焊性。而可時(shí)效強(qiáng)化的 Mg-Sn基合金卻可能不可多得地同時(shí)具備具AZ系、ZK系和Mg-RE合金所不具備的優(yōu)點(diǎn)如:較 大的時(shí)效強(qiáng)化潛力、可焊接潛力、抗蠕變潛力、低成本潛力等。Mg-Sn二元合金在共晶溫度 56rC的固溶度為14.85%，而在200°C時(shí)固溶度僅有0.45wt%，由此可見(jiàn)Sn在Mg中的飽和固 溶度隨溫度下降快速減少，有利于采取時(shí)效處理，獲得彌散強(qiáng)化的組織，運(yùn)對(duì)提高M(jìn)g-Sn系 合金的性能有著重要的意義。但是Mg-Sn合金在時(shí)效過(guò)程中雖然析出了相當(dāng)數(shù)量的Mg2Sn 相，但時(shí)效強(qiáng)化效果并不顯著，原因是沉淀相Mg2Sn邸躺在儀基體基面上。
[0003] 第二相與基體的位向關(guān)系決定了析出相對(duì)儀合金的強(qiáng)化效果。沿著儀錐面 {1011 }、{ 1122}或棱柱面{ K) 1 (U、{ 1120}析出的第二相，將對(duì)儀基面滑移產(chǎn)生阻礙作 用從而提高儀合金的室溫強(qiáng)度，而沿著儀基面(0001)析出的第二相，其強(qiáng)化效果則大大降 低。因此，如何控制Mg2Sn析出相與儀基體的位向關(guān)系，使得析出相沿著儀錐面或棱柱面析 出，是提高M(jìn)g-Sn合金強(qiáng)度的重要手段之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決W上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的之一在于提供本發(fā)明一種高強(qiáng)度儀合金，其 具有沿著儀錐面或棱柱面析出的第二相，從而與儀基體的位向關(guān)系發(fā)生改變，提高了儀合 金強(qiáng)度。
[0005] 本發(fā)明目的之二在于提供一種誘導(dǎo)改變析出相位向制備高強(qiáng)度儀合金的方法，該 方法通過(guò)添加合金元素化預(yù)先時(shí)效析出MgZri2,因 Mg2Sn與Mg化2具有相同晶體結(jié)構(gòu)并且晶面 錯(cuò)配度小于6%，Mg2Sn優(yōu)先在MgZns上形核并長(zhǎng)大，而不是儀基體，進(jìn)而Mg2&i析出相不再完 全平行于基面，具有沿著儀錐面或棱柱面析出的第二相，從而與儀基體的位向關(guān)系發(fā)生改 變，提高了儀合金強(qiáng)度。
[0006] 本發(fā)明目的之一是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：一種高強(qiáng)度儀合金，其關(guān)鍵在于由W下重量比的 組分組成:錫2.0~5.0%、鋒0.5~5.0%、不可避免雜質(zhì)<0.15%、其余為儀;并具有沿著儀 錐面或棱柱面析出的MgsSn析出相。
[0007] 本發(fā)明目的之二是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：一種誘導(dǎo)改變析出相位向制備高強(qiáng)度儀合金的方 法，其關(guān)鍵在于按W下步驟進(jìn)行：
[0008] a、烙煉:在SF6+C02的氣體保護(hù)下，按權(quán)利要求1所述的重量比將儀烙煉至全部融 化，然后按權(quán)利要求1所述的重量比將預(yù)熱的鋒和錫加入，溶化后攬拌均勻并靜置烙煉，去 除表面浮渣，然后誘注制備鑄錠；
[0009] b、合金均勻化:首先將鑄錠在400°C保溫3小時(shí)，消除合金的偏析組織，再上升至合 金的均勻化溫度450~500°C，所有合金均在相應(yīng)的均勻化溫度下保溫24小時(shí)，進(jìn)行車皮，將 車皮的鑄錠在溫度為300°C下進(jìn)行擠壓變形加工成制品；
[0010] C、擠壓棒材的熱處理：先在450°C固溶處理5小時(shí)，水澤至室溫;然后在175 °C下時(shí) 效6~25小時(shí)，空冷至室溫，其中固溶處理在一般的熱處理爐中即可進(jìn)行，無(wú)需氣氛保護(hù)。
[00川優(yōu)選地，上述步驟a中SF6的體積分?jǐn)?shù)為0.5~1.5 %。
[0012] 優(yōu)選地，上述步驟a中儀的烙煉溫度為720~740°C。
[0013] 優(yōu)選地，上述步驟a中的鋒和錫的預(yù)熱溫度為200~350°C，其烙煉溫度為740°C。
[0014] 優(yōu)選地，上述步驟a中靜置烙煉和誘注時(shí)的溫度均為720°C，靜置烙煉的時(shí)間為10 ~20min。
[0015] 優(yōu)選地，上述步驟b中400°C升溫至均勻化溫度的升溫速度為100°C A。
[0016] 有益效果：
[0017] 本發(fā)明一種高強(qiáng)度儀合金及誘導(dǎo)改變析出相位向制備高強(qiáng)度儀合金的方法，該方 法通過(guò)添加合金元素 Zn預(yù)先時(shí)效析出Mg化2，制備得到儀合金，因 Mg2Sn與Mg化2具有相同晶 體結(jié)構(gòu)并且晶面錯(cuò)配度小于6%，Mg2Sn優(yōu)先在MgZns上形核并長(zhǎng)大，而不是儀基體，進(jìn)而 Mg2Sn析出相不再完全平行于基面，具有沿著儀錐面或棱柱面析出的第二相，從而與儀基體 的位向關(guān)系發(fā)生改變，提高了儀合金強(qiáng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1儀合金時(shí)效態(tài)透射照片；
[0019] 圖2為對(duì)照例1儀合金時(shí)效態(tài)透射照片。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021] 實(shí)施例1:
[0022] -種高強(qiáng)度儀合金由W下重量比的組分組成：錫5.0%、鋒3.02%、不可避免雜質(zhì) 0.15%、儀 91.83%。
[0023] -種誘導(dǎo)改變析出相位向制備高強(qiáng)度儀合金的方法：
[0024] a、烙煉:在SF6+C02的氣體保護(hù)下，于鑄鐵相蝸中，按上述重量比先將工業(yè)純儀在 720°C進(jìn)行烙煉，待工業(yè)純儀全部融化，溫度上升到740°C穩(wěn)定之后加入工業(yè)純鋒和工業(yè)純 錫，工業(yè)純鋒和工業(yè)純錫加入前需預(yù)熱溫度約為20(TC。待合金烙化之后，攬拌均勻，將烙體 在72(TC靜置10分鐘，并打掉表面的浮渣，在預(yù)熱到25(TC的鐵模中于72(TC的條件下完成誘 注，制備出鑄錠。
[0025] b、合金均勻化:將上述鑄錠首先在400°C保溫3小時(shí)，消除合金的偏析組織，再上升 至合金的均勻化溫度450°C，升溫速度為100°CA，所有合金均在均勻化溫度450°C下保溫24 小時(shí)，均勻化退火處理后進(jìn)行車皮，將車皮的鑄錠進(jìn)行擠壓變形加工成制品，擠壓溫度為 300°C，擠壓速度為1.5~3m/min，擠壓比為25。
[00%] C、擠壓棒材的熱處理：先在450°C固溶處理5小時(shí)，水澤至室溫;然后在175 °C下時(shí) 效20小時(shí)，空冷至室溫。
[0027]實(shí)施例2
[00%] -種高強(qiáng)度儀合金由W下重量比的組分組成：錫2.0%、鋒5.0%、不可避免雜質(zhì) 0.10%、儀 92.9%。
[0029] -種誘導(dǎo)改變析出相位向制備高強(qiáng)度儀合金的方法：
[0030] a、烙煉:在SF6+C02的氣體保護(hù)下，于鑄鐵相蝸中，按上述重量比先將工業(yè)純儀在 740°C進(jìn)行烙煉，待純儀全部融化，溫度740°C穩(wěn)定之后加入工業(yè)純鋒和工業(yè)純錫，工業(yè)純鋒 和工業(yè)純錫加入前需預(yù)熱溫度約為35(TC。待合金烙化之后，攬拌均勻，將烙體在72(TC靜置 20分鐘，并打掉表面的浮渣，在預(yù)熱到35(TC的鐵模中于72(TC的條件下完成誘注，制備出鑄 錠。
[0031] b、合金均勻化:將上述鑄錠首先在400°C保溫3小時(shí)，消除合金的偏析組織，再上升 至合金的均勻化溫度500°C，升溫速度為100°CA，所有合金均在均勻化溫度500°C下保溫24 小時(shí)，均勻化退火處理后進(jìn)行車皮，將車皮的鑄錠進(jìn)行擠壓變形加工成制品，其擠壓溫度為 300°C，擠壓速度為1.5~3m/min，擠壓比為25。
[0032] C、擠壓棒材的熱處理：先在450°C固溶處理5小時(shí)，水澤至室溫;然后在175°C下時(shí) 效6小時(shí)，空冷至室溫