CN102162053B - 一种高强度耐热抗蠕变稀土镁合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度耐热抗蠕变稀土镁合金的制备方法，解决现有镁合金的强度和高温抗蠕变性较低，不能完全满足工程使用需要的问题。包括以下步骤：将金属镁锭在坩埚中熔融，作为镁熔体；将镁熔体逐渐加热到760℃，在加热过程中逐渐加入镁熔体质量3-5%的铝、0.25-0.35%的锰、0.08-0.15%的钙、3.5-4.5%的含铈混合稀土，获得镁合金熔体；将镁合金熔体在760℃的温度下搅拌10min,然后静置降温至650-670℃时进行浇铸，即得成品。本发明方法操作简单，根据本发明方法获得的镁合金强度高，耐热抗蠕变性高，其拉伸强度可达到260MPa，屈服强度140MPa，高温抗蠕变性比AS41B的增加10-15%。
Description
技术领域
本发明属于金属镁及镁合金冶炼行业的AE44系列镁合金，具体涉及一种高强度耐热抗蠕变稀土镁合金的制备方法。
背景技术
镁合金具有很高的比强度和比刚度，高的尺寸稳定性和阻尼减震性，良好的机械加工性能，而且易于回收利用，但是镁合金的高温强度和抗蠕变性能较差，成为限制镁合金广泛应用的重要原因。
蠕变是金属在恒定温度恒定拉伸载荷下，试件变形随时间缓慢增大的现象。特别是在高温下，除了随变形产生的加工硬化外，还产生在低温下或在其他变形机理中不太明显的具有高激活能打恢复、扩散、相变等过程。镁合金属于六方结构，只有4个独立的滑移系，塑性变形能力较差。
目前国家标准GB1177-91铸造镁合金中所包含的8种铸造镁合金产品无法满足用户使用要求，为了扩大镁合金的使用领域，提高镁合金的强度和高温抗蠕变性就显得尤为重要。
发明内容
本发明是为了解决现有镁合金的强度和高温抗蠕变性较低，不能完全满足工程使用需要的问题，而提供了一种高强度耐热抗蠕变稀土镁合金的制备方法。
本发明是通过以下的技术方案实现的：
一种高强度耐热抗蠕变稀土镁合金的制备方法，包括以下步骤：
（1）先将金属镁锭在坩锅内于650℃下制成镁熔体；
（2）将镁熔体从650℃逐渐加热到760℃，在加热过程中逐渐加入3-5%的铝、0.25-0.35%的锰、0.08-0.15%的钙、3.5-4.5%的含铈混合稀土，获得镁合金熔体；
（3）将镁合金熔体在760℃的温度下搅拌10min,然后静置约30分钟，使得镁合金熔体温度降至650-670℃时进行浇铸，即得成品。
本发明镁合金添加了铝、锰、钙、含铈的混合稀土，其中铝可提高合金强度和硬度，也能拓宽凝固区，改善铸造性能；锰能提高屈服强度，通过除去铁及其他重金属元素避免生成有害的晶间化合物来提高镁铝合金的抗海水腐蚀能力，在熔炼过程中部分有害的金属间化合物会分离出来，还可以细化晶粒，提高可焊性；钙能够改善镁合金的冶金质量，在铸造合金浇铸前加入来减轻金属熔体和铸件热处理过程中的氧化，还可以细化合金晶粒，提高合金的蠕变抗力，提高薄板的可轧制性，同时钙还可以降低镁合金的微电池效应；含铈的混合稀土是一种重要的合金化元素，稀土元素原子扩散能力差，既可以提高镁合金再结晶温度和减缓再结晶过程，又可以析出非常稳定的弥散相离子，从而能大幅度提高镁合金的高温强度和蠕变抗力，此外，稀土元素能使合金凝固温度区间变窄，并能减轻焊缝开裂和提高铸件的致密性。
依据本发明方法获得的镁合金的检测结果如下：拉伸强度260MPa，屈服强度140MPa，高温抗蠕变性比AS41B的增加10-15%。
本发明方法操作简单，根据本发明方法获得的镁合金强度高，耐热抗蠕变性高。
具体实施方式
实施例1
一种高强度耐热抗蠕变稀土镁合金的制备方法，包括以下步骤：
（1）先将金属镁锭在坩埚中于640℃熔融，作为基液；
（2）将基液从640℃逐渐加热到780℃，在加热过程中逐渐加入基液质量3%的铝、0.35%的锰、0.12%的钙、4.0%的含铈混合稀土，获得镁液；
（3）将镁液在780℃的温度下搅拌10min,然后静置35分钟，使得镁液温度降至650℃时进行浇铸，即得成品。
实施例2
一种高强度耐热抗蠕变稀土镁合金的制备方法，包括以下步骤：
（1）先将金属镁锭在铁制容器中于650℃熔融，作为基液；
（2）将基液从650℃逐渐加热到770℃，在加热过程中逐渐加入基液质量5%的铝、0.25%的锰、0.08%的钙、4.5%的含铈混合稀土，获得镁液；
（3）将镁液在770℃的温度下搅拌10min,然后静置25分钟，使得镁液温度降至660℃时进行浇铸，即得成品。
实施例3
一种高强度耐热抗蠕变稀土镁合金的制备方法，包括以下步骤：
（1）先将金属镁锭在铁制容器中于670℃熔融，作为基液；
（2）将基液从670℃逐渐加热到790℃，在加热过程中逐渐加入基液质量4%的铝、0.3%的锰、0.15%的钙、3.5%的含铈混合稀土，获得镁液；
（3）将镁液在790℃的温度下搅拌10min,然后静置40分钟，使得镁液温度降至670℃时进行浇铸，即得成品。
Claims (1)
1.一种高强度耐热抗蠕变稀土镁合金的制备方法，其特征包括以下步骤：
（1）先将金属镁锭在坩埚中于650℃熔融，制成镁熔体；
（2）将镁熔体从650℃逐渐加热到760℃，在加热过程中逐渐加入3-5%的铝、0.25-0.35%的锰、0.08-0.15%的钙、3.5-4.5%的含铈混合稀土，获得镁合金熔体；
（3）将镁合金熔体在760℃的温度下搅拌10min,然后静置25、35、或者40分钟，使得镁合金熔体温度降至650-670℃时进行浇铸，即得成品。
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