專利名稱：一種高韌性高屈服強度鎂合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高韌性高屈服強度鎂合金材料。這是一種在保持與傳統(tǒng)的ZK60A 與AZ80A合金抗拉強度同一水平的同時，還能保持更高屈服強度及更高伸長率的鎂合金材料。
背景技術(shù)：
鎂合金是最輕的可用金屬結(jié)構(gòu)材料，具有低密度、高比強度、導(dǎo)熱性好、減震能力強、易切削、可回收以及尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點，在高鐵、城鐵、地鐵、乘用車、商用車、電子通信、 航空航天等領(lǐng)域具有極其重要的應(yīng)用價值和廣闊的應(yīng)用前景，被譽為“21世紀(jì)綠色工程材料”。隨著很多金屬礦產(chǎn)資源的日益枯竭，鎂以其資源豐富日益受到重視。我國是鎂資源大國、原鎂生產(chǎn)大國和出口大國，但在鎂合金的研究開發(fā)及應(yīng)用方面嚴(yán)重滯后于發(fā)達國家，但近年來我國已把鎂及鎂合金的開發(fā)與工業(yè)化應(yīng)用列入國家中長期發(fā)展規(guī)劃，這顯示我國在鎂及鎂合金的研究、開發(fā)上進入一個新的發(fā)展時期。鎂具有密排六方晶體結(jié)構(gòu)，對稱性低，軸比(c/a)值為1. 623 (接近理想的密排值 1. 633)，室溫及低溫下滑移系少，塑性變形能力差，這嚴(yán)重限制了鎂合金的應(yīng)用。傳統(tǒng)的TL系與AZ系鎂合金以以下為代表，ZK60A(T5)抗拉強度與屈服強度為350 MPa禾口沘5 MPa，伸長率為11% ;AZ80A (T5)抗拉強度與屈服強度為380 MPa和275 MPa, 伸長率為7%。研究開發(fā)出一種保持與傳統(tǒng)的I60A與AZ80A合金抗拉強度同一水平的同時，擁有更高的屈服強度，且能獲得更高的伸長率；與高稀土含量鎂合金相比，又可降低其成本，因此，研究開發(fā)新型低成本高韌性高屈服強度鎂合金，具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種高韌性高屈服強度鎂合金。通過調(diào)節(jié)合金中的成份百分比，選定錠坯擠壓加工和終熱處理工藝，鎂合金棒材的抗拉強度>360MPa，屈服強度>330 MPa，延伸率>11%。本發(fā)明由下述組分組成
合金的成分為(wt%) :Zn: 3. 8-6. 6%, Nd: 2. 5-2. 9%、Cd: 0. 5-0. 7%、Zr: 0. 4-0. 6%,雜質(zhì)元素為Si、Fe、Cu、Ni，其中Si、Fe、Cu的質(zhì)量含量都彡0. 05% ,Ni ( 0. 005%，其余為Mg。加入的各合金元素，在合金中形成不同的相，晶界中聚集形成為Mg-Si-Nd三元相，擠壓后沿擠壓方向形成流線組織，而晶內(nèi)的Mg (Zn, Zr)相起到異質(zhì)形核的作用，達到細化晶粒的作用。Si在鎂中最大固溶量6.洲(重量百分?jǐn)?shù))，因為形成Mg-Si-Nd三元相，消耗了部分Si，使得Si的固溶量減少了，當(dāng)添加的Si含量超過最大固溶量6.洲后，理論上超過最大固溶量的Si，實際上則可以繼續(xù)固溶到合金中，時效過程中則可以更充分地達到析出強化的效果。而所添加的金屬元素Cd，可以與Mg可形成完全固溶，起到固溶強化的作用。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)合金成份，做了大量實驗。在本合金成份范圍內(nèi)的合金，都屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1
一種高韌高屈服強度鎂合金，其主要合金元素為Mg、Zn、Nd、Cd、&。合金的成分為 (wt%) :Zn: 3. 89%, Nd: 2. 70%、Cd:0. 65%、Zr: 0. 52%，雜質(zhì)元素為 Si、Fe、Cu、Ni，其中 Si、 Fe、Cu的質(zhì)量含量都< 0. 05% , Ni ^ 0. 005%，其余為Mg。其力學(xué)性能見表1所示。
權(quán)利要求
1.一種高韌性高屈服強度鎂合金，其特征在于鎂合金各元素質(zhì)量含量為Ζη: 3.8-6.6%，Nd: 2.5-2.9%，Cd: 0.5-0. 7%，Zr: 0. 4-0. 6%，雜質(zhì)元素為 Si，F(xiàn)e，Cu 和 Ni，其中 Si、Fe和Cu的質(zhì)量含量都< 0. 05%，Ni彡0. 005%，其余為Mg。
2.如權(quán)利要求1所述的高韌性高屈服強度鎂合金，其特征在于Ζη的質(zhì)量百分含量為 5. 2-6. 6%ο
3.如權(quán)利要求1所述的高韌性高屈服強度鎂合金，其特征在于Nd的質(zhì)量百分含量為 2. 6-2. 9%ο
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高韌性高屈服強度鎂合金，合金的成份為(wt%)Zn:3.8-6.6%，Nd:2.5-2.9%、Cd:0.5-0.7%、Zr:0.4-0.6%，雜質(zhì)元素為Si、Fe、Cu、Ni，Si≤0.05%,Fe≤0.05%,Cu≤0.05%，Ni≤0.005%，其余為Mg。Cd與Mg完全固溶，起到固溶強化的作用。擠壓后經(jīng)適當(dāng)?shù)牡葴貢r效，合金抗拉強度>360MPa,屈服強度>330MPa，延伸率>11%。在保持抗拉強度的條件下，屈服強度遠遠高于傳統(tǒng)鎂合金，且能夠保持11%以上的伸長率，與高含量重稀土Mg-Gd-Y-Zr系鎂合金相比，其成本較低，能滿足交通運輸、通訊電子、航空航天等領(lǐng)域?qū)Ω咂焚|(zhì)高綜合性能鎂合金的需求。
文檔編號C22C23/04GK102296221SQ201110282459
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者萬迎春, 劉楚明, 楊平旺, 舒心, 鄒利民, 陳志永 申請人:中南大學(xué)