一种添加稀土La和Sc优化镁合金性能的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种添加稀土 La和Sc优化镁合金性能的方法，具体涉及Μη_4%Α1合金性能优化技术领域。
【背景技术】
[0002]镁合金尤其是Μη_4%Α1合金具有比强度和比刚度高、导热导电性好、阻尼减振、电磁屏蔽、易于加工成型等优点，被誉为“21世纪绿色工程材料”。镁-铝系合金是目前应用最为广泛的镁合金系列，该系列镁合金室温组织主要为α-Μη和β-Μη17Α112相，其中β相常以离异共晶的形式呈网状分布于晶界处，对合金的耐腐蚀性能和塑性极为不利。向Mn-Al系列镁合金中添加一定量的稀土元素不仅可细化基体组织，使β_Μη17Α112相以细小弥散形态分布；同时还可提高合金高温抗蠕变性能、耐腐蚀和阻燃性能。但是，在合金凝固过程中生成的铝稀土相以针状或杆状形态沿晶界分布；而且通过固溶等热处理手段也不能有效改变其形态和分布。以针状形态存在的稀土相，对Mn合金基体产生很强的割裂作用，当合金受力时，易引起应力集中，对合金强韧性十分不利。对变形镁合金而言，其铸态组织对后续加工工艺影响较大，若能对其铸态组织进行有效控制，则可望得到更为理想的性能。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题:提供一种添加稀土 La和Sc优化镁合金性能的方法，能够使Μη-4%Α1合金中的β _Μη17Α112相以细小弥散形态分布，提高合金的强度和塑性，以克服现有技术的不足。
[0004]本发明的技术方案:
一种添加稀土 La和Sc优化镁合金性能的方法，在Μη-4%Α1合金铸态温度为760V时加入稀土 La和Sc元素,所述稀土 La元素以质量分数计为1%,所述稀土 Sc元素以质量分数计为1%，余量为Μη-4%Α1合金,采用常规的冶炼方式进行冶炼。
[0005]所述的稀土元素La以中间合金的方式添加，该中间合金为Mn-La合金。
[0006]所述的稀土元素Sc以中间合金的方式添加，该中间合金为Mn-Sc合金。
[0007]本发明的有益效果:
本发明通过在铸态Μη-4%Α1合金加入La和Sc以后，会使合金基体组织结构发生变化，产生了弥散分布的LaSc新相。根据Orowan机制，弥散均匀分布的第二相质点在塑性变形过程中会阻碍位错的运动，从而产生显著的强化作用，同时颗粒相的质点对基体的割裂作用小，不易在基体造成应力集中，因此又能改善合金的塑性。
[0008]【附图说明】:
图1为Μη-4%Α1合金组织图；
图2为只添加La后的Μη-4%Α1合金组织图；
图3是添加La和Sc以后Μη-4%Α1合金组织图。
[0009]【具体实施方式】:
实施例:
本发明用原料为纯 Mn(99.99%)、纯 Al (99.99%)，配制 Mn_4%Al_l%La、Mn-4%A 1-1 %La-1 %S c系列镁合金。配料时分别以Mn_La、Mn_Sc中间合金形式向合金中添加La、Sc元素，配料过程中考虑了合金元素的烧损率。合金在电阻炉中，采用低碳钢坩埚进行熔炼，过程中采用C02、SF6混合气体作为保护气体。当电炉温度升到400°C飞00°C时，加入纯镁和纯铝块，配制Mn-4%A1合金，在760°C时加入Mn-Sc、Mn-La中间合金，等中间合金熔化后搅拌静置15min，在730°C浇入温度为280°C的金属铸型中，铸成Φ 15mmX 150mm的试棒。为了消除取样位置对晶粒大小的影响，所有试样均在试棒同一部位取样。试样经粗磨、细磨和抛光后，采用4%硝酸酒精溶液浸蚀，侵蚀时间1s左右。采用Olympus H2-UMA型金相采集系统，对合金的铸态组织进行观察。
[0010]从图1中可知，Mn -3%A1合金室温组织主要为α -Mn和β _Μη17Α112相，其中β相常以离异共晶的形式呈网状分布于晶界处。
[0011]从图2和图3可以看出，只添加La时，合金中已没有网状的β_Μη17Α112相出现，而是以细小的点状或不规则的块状存在而且数量较少，同时合金中出现了较多的针杆状新相；而La、Sc同时加入时合金中出现了黑色的球块状相，此时针状相已不能明显的观察到，β -Μη17Α112相被打散呈点状或不规则的块状弥散分布。
【主权项】
1.一种添加稀土 La和Sc优化镁合金性能的方法，其特征在于:在Mn-4%A1合金铸态温度为760°C时加入稀土 La和Sc元素,所述稀土 La元素以质量分数计为1%,所述稀土 Sc元素以质量分数计为1%，余量为Mn-4%A1合金，采用常规的冶炼方式进行冶炼。
2.根据权利要求1所述的一种添加稀土La和Sc优化镁合金性能的方法，其特征在于:所述的稀土元素La以中间合金的方式添加。
3.根据权利要求2所述的一种添加稀土La和Sc优化镁合金性能的方法，其特征在于:所述的中间合金为Mn-La合金。
4.根据权利要求1所述的一种添加稀土La和Sc优化镁合金性能的方法，其特征在于:所述的稀土元素Sc以中间合金的方式添加。
5.根据权利要求2所述的一种添加稀土La和Sc优化镁合金性能的方法，其特征在于:所述的中间合金为Mn-Sc合金。
【专利摘要】为了能够使Mn-4%Al合金中的β-Mn17Al12相以细小弥散形态分布，提高合金的强度和塑性，本发明公开了一种添加稀土La和Sc优化镁合金性能的方法，在Mn-4%Al合金铸态温度为760℃时加入稀土La和Sc元素，所述稀土La元素以质量分数计为1%，所述稀土Sc元素以质量分数计为1%，余量为Mn-4%Al合金，采用常规的冶炼方式进行冶炼。
【IPC分类】C22C1-02, C22C1-03, C22C23-00
【公开号】CN104651641
【申请号】CN201410291095
【发明人】张亚荟
【申请人】张亚荟
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年10月8日