專利名稱：：強(qiáng)韌性鎂合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于鎂合金
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種強(qiáng)韌性鎂合金及其制備方法。二
背景技術(shù)：
：鎂合金因其具有比強(qiáng)度及比剛度高的性能特點(diǎn)，普遍應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品制造中。但是現(xiàn)有普通鎂合金的強(qiáng)韌性較差。目前有一些對強(qiáng)韌性鎂合金的研究200610026842.X提出一種自生準(zhǔn)晶增強(qiáng)的高塑性變形鎂合金，屬于金屬材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。該發(fā)明組分及其重量百分比為2-10%Zn，0.5-6%Gd，0-1.0%Zr，雜質(zhì)元素Fe<0.005%,Ni<0.002%,其余為Mg。該發(fā)明合金含有準(zhǔn)晶相，以樹枝晶形式原位形成于鑄態(tài)組織中，經(jīng)過擠壓或軋制熱變形工藝，該準(zhǔn)晶相破碎沿著變形方向分布，同時在擠壓或軋制過程中在基體內(nèi)部和晶界處析出彌散分布的二次準(zhǔn)晶相，從而增強(qiáng)了合金的性能。200810069464.2提供了一種具有高屈強(qiáng)比和高塑性的變形鎂合金，該合金各組份的重量百分比為鋅l.0%~2.0%、鋯O.1%~0.6%、稀土鉺O.1%~0.8%,其余為鎂和不可避免的雜質(zhì)。鉺與合金中的雜質(zhì)元素、鎂以及合金液中巻入的氧等結(jié)合形成細(xì)小彌散析出相，有效凈化合金，并促進(jìn)熱變形過程中的動態(tài)再結(jié)晶、阻礙再結(jié)晶晶粒長大。以上各專利都是在鎂鋅母合金的基礎(chǔ)上，添加一定量的稀土元素和其它元素來改善鎂合金的強(qiáng)度和塑韌性，合金成本高，改善的程度受限于母體合金。三
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題:本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的添加稀土元素改善強(qiáng)度和韌性成本高的缺陷，提供了一種強(qiáng)韌性鎂合金及其制備方法，制備的合金具有良好的室溫強(qiáng)韌性。技術(shù)方案一種強(qiáng)韌性鎂合金，合金成分的質(zhì)量百分含量為Sn0.8~5°/。，Pb0.1~6%，Al1~5.5%,其余為Mg。一種強(qiáng)韌性鎂合金，合金成分的質(zhì)量百分含量為Sn0.8~5%，Pb0.1~6%,Al1~5.5%,ZrO.Ol~4%,其余為Mg。一種強(qiáng)韌性鎂合金，合金成分的質(zhì)量百分含量為Sn0.8~5%,Pb0.1~6%,Zn0.01~4%,Al1~5.5%,其余為Mg。一種強(qiáng)韌性鎂合金，合金成分的質(zhì)量百分含量為Sn0.8~5%,Pb0.5~6%,Zn0.01~4%，Al1~5.5%,Zr0.01~4%，其余為Mg。一種制備強(qiáng)韌性鎂合金的方法，制備步驟為:按照質(zhì)量百分含量為Sn0.8~5%、Pb0.1~6%、Al1~5.5%、其余為Mg的合金成分配比進(jìn)行配料，將上述配好的純Mg錠、純Sn條、純Pb塊、Al錠在N2/CCVSF6保護(hù)氣氛中一起加熱熔化，N2、C02和SF6的體積比為10:15:75,當(dāng)溫度升至690~72(TC時，保溫5~10分鐘后冷卻得到強(qiáng)韌性鎂合金。一種制備強(qiáng)韌性鎂合金的方法，制備步驟為:按照質(zhì)量百分含量為Sn0.8~5%、Pb0.1~6%、Al1~5.5%、Zr0.01~4%、其余為Mg的合金成分配比進(jìn)行配料，將上述配好的純Mg錠、純Sn條、純Pb塊、Al錠、Mg-Zr、中間合金塊在N2/C02/SF6保護(hù)氣氛中一起加熱熔化，N2、C02和SF6的體積比為10:15:75,Mg-Zr中間合金塊中Zr的質(zhì)量百分含量為30%,當(dāng)溫度升至700~725。C時，保溫5-10分鐘后冷卻得到強(qiáng)韌性鎂合金。一種制備強(qiáng)韌性鎂合金的方法，制備步驟為:按照質(zhì)量百分含量為Sn0.8~5%、Pb0.1~6%、Zn0.01~4%、Al1~5.5%、其余為Mg的合金成分配比進(jìn)4亍配料，將上述配好的純Mg錠、純Sn條、純Pb塊、Al錠、Zn錠在N2/C02/SF6保護(hù)氣氛中一起加熱熔化，N2、C02和SF6的體積比為10:15:75當(dāng)溫度升至700~730°C時，保溫5~10分鐘后冷卻得到塑性鎂合金。一種制備強(qiáng)韌性鎂合金的方法，制備步驟為:按照質(zhì)量百分含量為Sn0.8~5%、Pb0.1~6%、Zn0.01~4%、Al1~5.5%、ZrO.01~4%、其余為Mg的合金成分配比進(jìn)行配料，將上述配好的純Mg錠、純Sn條、純Pb塊、Al錠、Zn錠、Mg-Zr中間合金塊在N2/C02/SF6保護(hù)氣氛中一起加熱熔化，N2、C02和SF6的體積比為10:15:75，Mg-Zr中間合金塊中Zr的質(zhì)量百分含量為30%，當(dāng)溫度升至700~730°C時，保溫5-10分鐘后冷卻得到強(qiáng)韌性4美合金。有益效果本發(fā)明的強(qiáng)韌性鎂合金，僅使用普通的錫、鉛、鋁等常規(guī)元素，避開了使用大量的稀貴元素，生產(chǎn)制備工藝簡單，合金的成本較低，強(qiáng)度、韌性及塑性性能良好。錫、鉛和鋁可通過固溶強(qiáng)化提高對鎂的強(qiáng)度和韌性；鋯可使錫、鉛、鎂等形成復(fù)雜化合物彌散分布在基體中，協(xié)同鋁細(xì)化晶粒；鋅或鋅和鋯可增強(qiáng)錫、鉛和鋁對鎂的固溶強(qiáng)化作用，并可調(diào)節(jié)變形中晶粒的位向，有效改善材料的塑性。高于合金的成分范圍，析出過多的化合物增加了材料的脆性，降低了塑性和強(qiáng)度；低于合金的成分范圍，元素的作用不足以析出必要的化合物，或不足以起到固溶強(qiáng)化作用。因此在一定量的A1、Sn、Pb或Al、Sn、Pb和Zn或Al、Sn、Pb、Zr和Zn的作用下，鎂的強(qiáng)韌性得到提高。四圖1為強(qiáng)韌性合金的掃描電鏡組織。圖中白亮處為鎂合金中含鋁和鋯的鎂錫鉛化合物。五具體實(shí)施例方式一種制備強(qiáng)韌性鎂合金的方法，制備步驟為:按照質(zhì)量百分含量為Sn0.8~5%、Pb0.1~6%、Al1~5.5%、其余為Mg的合金成分配比進(jìn)行配料，將上述配好的純Mg錠、純Sn條、純Pb塊、A1錠在N2/CCVSF6保護(hù)氣氛中一起加熱熔化，N2、C02和SF6的體積比為10:15:75,當(dāng)溫度升至690~720。C時，保溫5~10分鐘后冷卻得到強(qiáng)韌性鎂合金。溫度可以為6卯。C、710。C、720。C,保溫時間可以是5分鐘、8分鐘、10分鐘。合金配方可以為Sn0.8%、Pb0.1%、Al1%、其余為Mg;Sn5%、Pb6%、Al5.5%、其余為Mg;Sn3.5%、Pb4.6%、Al2.5%、其余為Mg。一種制備強(qiáng)韌性鎂合金的方法，制備步驟為:按照質(zhì)量百分含量為Sn0.8~5%、Pb0.1~6%、Al1~5.5%、Zr0.01~4%、其余為Mg的合金成分配比進(jìn)4亍配料，將上述配好的純Mg錠、純Sn條、純Pb塊、Al錠、Mg-Zr、中間合金塊在N2/C(VSF6保護(hù)氣氛中一起加熱熔化，N2、C02和SF6的體積比為10:15:75，Mg-Zr中間合金塊中Zr的質(zhì)量百分含量為30%,當(dāng)溫度升至700~725。C時，保溫5~10分鐘后冷卻得到強(qiáng)韌性鎂合金。溫度可以為700°C、710。C、725°C,保溫時間可以是5分鐘、8分鐘、10分鐘。合金配方可以為Sn0.8%、Pb0.1%、All%、Zr0.01%、其余為Mg;Sn5%、Pb6%、Al5.5%、Zr4%、其余為Mg;Sn3.5%、Pb4.6%、A13.5%、Zr2.4%、其余為Mg。一種制備強(qiáng)韌性鎂合金的方法，制備步驟為:按照質(zhì)量百分含量為Sn0.8~5%、Pb0.1~6%、Zn0.01~4%、Al1~5.5%、其余為Mg的合金成分配比進(jìn)行配料，將上述配好的純Mg錠、純Sn條、純Pb塊、Al錠、Zn錠在N2/C02/SF6保護(hù)氣氛中一起加熱熔化，N2、C02和SF6的體積比為10:15:75當(dāng)溫度升至700~730。C時，保溫5~10分鐘后冷卻得到塑性鎂合金。溫度可以為700°C、710°C、730°C，保溫時間可以是5分鐘、8分鐘、10分鐘。合金配方可以為Sn0.8%、Pb0.1%、Zn0.01%、All%、其余為Mg;Sn5%、Pb6%、Zn4%、Al5.5%、其余為Mg;Sn3.5%、Pb4.6%、Zn3.4%、A14.5%、其余為Mg。一種制備強(qiáng)韌性鎂合金的方法，制備步驟為:按照質(zhì)量百分含量為Sn0.8-5%、Pb0.1~6%、Zn0.01~4%、Al1~5.5%、ZrO.Ol~4%、其余為Mg的合金成分配比進(jìn)行配料，將上述配好的純Mg錠、純Sn條、純Pb塊、Al錠、Zn錠、Mg-Zr中間合金塊在N2/C02/SF6保護(hù)氣氛中一起加熱熔化，N2、C02和SF6的體積比為10:15:75,Mg-Zr中間合金塊中Zr的質(zhì)量百分含量為30%，當(dāng)溫度升至70073(TC時，保溫5~10分鐘后冷卻得到強(qiáng)韌性4美合金。溫度可以為700°C、710°C、730°C,保溫時間可以是5分鐘、8分鐘、10分鐘。合金配方為Sn0.8%、Pb0.1%、Zn0.01%、All%、Zr0.01%、其余為Mg;Sn5%、Pb6%、Zn4%、A15.5%、Zr4%、其余為Mg;Sn3.5%、Pb2.6%、Zn2.4%、A12.5%、Zr3.4%、其余為Mg。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>錫鉛鋯與鎂形成復(fù)雜化合物彌散分布可調(diào)節(jié)變形中晶粒的位向，可改善材料的塑性；鋁的固溶強(qiáng)化作用可提高材料的強(qiáng)度。高于合金的成分范圍，析出過多的化合物增加了材料的脆性，降低了塑性和強(qiáng)度；低于合金的成分范圍，元素的作用不足以析出必要的化合物，或起到固溶強(qiáng)化作用。因此在一定量的A1、Sn、Pb或Al、Sn、Pb和Zn或Al、Sn、Pb、Zr和Zn的作用下，4美的強(qiáng)韌性得到揭—高。權(quán)利要求1.一種強(qiáng)韌性鎂合金，其特征在于，合金的主要成分為，以質(zhì)量百分比計(jì)Sn0.8～5％，Pb0.1～6％，Al1～5.5％，其余為Mg。2.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)韌性鎂合金，其特征在于，以質(zhì)量百分比計(jì)，合金中還含有Zr0.01~4%。3.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)韌性鎂合金，其特征在于，以質(zhì)量百分比計(jì)，合金中還含有Zn0.01~4%。4.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)韌性鎂合金，其特征在于，以質(zhì)量百分比計(jì)，合金中還含有Zn0.01~4%和Zr0.01~4%。5.—種制備如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)韌性鎂合金的方法，其特征在于，步驟為按照質(zhì)量百分含量Sn0.8~5%、Pb0.1~6%、Al1~5.5%、其余為Mg的合金成分配比進(jìn)行配料，將上述配好的純Mg錠、純Sn條、純Pb塊、Al錠在N2/C02/SF6保護(hù)氣氛中一起加熱熔化，N2、C02和SF6的體積比為10:15:75，當(dāng)溫度升至6卯~720°C時，保溫5~10分鐘后冷卻得到強(qiáng)韌性4美合金。6.—種制備如權(quán)利要求2所述的強(qiáng)韌性鎂合金的方法，其特征在于，步驟為按照質(zhì)量百分含量為Sn0.8~5%、Pb0.1~6%、Al1~5.5%、Zr0.01~4%、其余為Mg的合金成分配比進(jìn)行配料，將上述配好的純Mg錠、純Sn條、純Pb塊、Al錠、Mg-Zr、中間合金塊在N2/C02/SF6保護(hù)氣氛中一起加熱熔化，N2、C02和SFs的體積比為10:15:75,Mg-Zr中間合金塊中Zr的質(zhì)量百分含量為30%,當(dāng)溫度升至700~725。C時，保溫5~10分鐘后冷卻得到強(qiáng)韌性鎂合金。7.—種制備如權(quán)利要求3所述的強(qiáng)韌性鎂合金的方法，其特征在于，步驟為按照質(zhì)量百分含量為Sn0.8~5%、Pb0.1~6%、Zn0.01~4%、Al1~5.5%、其余為Mg的合金成分配比進(jìn)行配料，將上述配好的純Mg錠、純Sn條、純Pb塊、Al錠、Zn錠在N2/C(VSF6保護(hù)氣氛中一起加熱熔化，N2、C02和SF6的體積比為10:15:75當(dāng)溫度升至700730。C時，保溫5~10分鐘后冷卻得到強(qiáng)韌性鎂合金。8.—種制備如權(quán)利要求4所述的強(qiáng)韌性鎂合金的方法，其特征在于，步驟為按照質(zhì)量百分含量為Sn0.8~5%、Pb0.1~6%、Zn0.01~4%、Al1~5.5%、Zr0.01~4%、其余為Mg的合金成分配比進(jìn)行配料，將上述配好的純Mg錠、純Sn條、純Pb塊、Al錠、Zn錠、Mg-Zr中間合金塊在N2/C02/SF6保護(hù)氣氛中一起加熱熔化，N2、C02和SF6的體積比為10:15:75,Mg-Zr中間合金塊中Zr的質(zhì)量百分含量為30%,當(dāng)溫度升至700~730。C時，保溫5~10分鐘后冷卻得到強(qiáng)韌性鎂合金。全文摘要本發(fā)明公開了一種強(qiáng)韌性鎂合金，合金成分的質(zhì)量百分含量為Sn0.8～5％，Pb0.1～6％，Al1～5.5％，其余為Mg。其中還可以添加0.01～4％Zn或者Zr中的一種或者兩種。合金制備步驟為按照合金成分配比進(jìn)行配料，將上述配好的金屬在N₂/CO₂/SF₆保護(hù)氣氛中一起加熱熔化，N₂、CO₂和SF₆的體積比為10∶15∶75，當(dāng)溫度升至690～720℃時，保溫5～10分鐘后冷卻得到強(qiáng)韌性鎂合金。本發(fā)明的強(qiáng)韌性鎂合金，僅使用普通的錫、鉛、鋁等常規(guī)元素，避開了使用大量的稀貴元素，生產(chǎn)制備工藝簡單，合金的成本較低，強(qiáng)度、韌性及塑性性能良好。文檔編號C22C23/00GK101392342SQ20081019506公開日2009年3月25日申請日期2008年11月5日優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日發(fā)明者斌劉,吳紅顏,玲王,趙浩峰,郭勝利,開顏,黃廷立申請人:南京信息工程大學(xué)