一种添加磷和硅优化az91镁合金力学性能的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种添加磯和娃优化AZ91镇合金力学性能的方法，属于合金性能优 化技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着交通工具向节能、轻量化方向发展，镇合金作为一种轻质结构材料在汽车及 航空航天工业中获得越来越多的应用。AZ91镇合金具有优良的铸造性能和良好的常温力学 性能，而成为使用最广泛的一类镇合金。但是AZ91镇合金较差的耐高温性能限制了其使 用范围。研究结果表明：AZ91镇合金的抗拉强度随着温度上升而下降，150度时的抗拉 强度比25度时的下降约30%。为提高其高温性能，国内外研究人员在AZ91镇合金中添加 成本较高的稀有金属如匪、4肖、￥、炯和少量廉价合金元素（如訊、511、81、？13、51等）来提 高耐热性。在AZ91基础上添加 Si元素的成本较低，但在结晶组织中会出现汉字状Mg2Si， 恶化了其力学性能，增加了其脆性。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的问题：提供一种添加磯和娃优化AZ91镇合金力学性能的方法，旨 在提高合金的性能，降低生产成本，W满足工业要求。
[0004] 本发明的技术方案： 一种添加磯和娃优化AZ91镇合金力学性能的方法，在井式电阻炉中采用RJ-2烙剂保 护烙炼，在烙炼过程中加入娃元素和磯元素，所述其W质量分数计分别为0. 7%和0. 03%，烙 体经过精炼变质于760度下保温15 min后德注即可。
[000引所述的磯元素 W A-1 3%P中间合金形式添加。
[0006] 本发明的有益效果： 1)A1-3%P中间合金中的A1P化合物相作为Mg2Si的异质形核核必，且P W固溶态形式 存在于Mg2Si颗粒相中改变其生长形貌。
[0007] 2) A1-3%P中间合金变质后的AZ91+0. 7%Si合金的力学性能显著提高，其冲击初 性比AZ91和AZ91+0. 7%Si合金的分别提高53%和47%，抗拉强度、屈服强度和延伸率也分 别提高了 7. 5%、13%和50%。A1-3%P中间合金是一种强效变质剂。
[0008] 【具体实施方式】： 实施例： 采用AZ91+0. 7%Si和AZ91+0. 7%Si+A^3%P两种合金，合金序号及成分如表1所列。配 料时考虑了合金元素的收得率，因此所得合金的实际成分与设计成分基本相符。所用原材 料分别为纯镇锭含99. 98%Mg、纯铅锭含99. 97%A1、纯锋锭含99. 98%Zn及Mg-9%Mn、A^20%Si 和A1-3%P中间合金。在井式电阻炉中采用RJ-2烙剂保护烙炼。烙体经过精炼变质于760 度下保温15 min后德注到金属型铸模中（预热到200度左右），试样为直径20 mmxl20 mm 的圆柱体。
[0009] 在实验中，由于A-1 3%P中间合金的变质作用，使得AZ91+0. 7%Si合金的抗拉强 度、屈服强度和延伸率明显提高。其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别提高了 7. 5%、13%和 50%。合金力学性能提高的主要原因为合金中Mg2Si形貌的改变，加入A1-3%P中间合金 后，Mg2Si相的形貌由粗大的汉字状变为细小的颗粒状，消除了汉字状的影响；另外生成 的细小Mg2Si颗粒也可W提高材料的强度。送应该从W下几个方面来考虑根据化ow-an模 型，第二相粒子越小，分布越均匀，间距越小，材料的力学性能就越高。本研究中的合金经 A1-3%P中间合金变质后，合金中第二相Mg2Si颗粒的平均尺寸由原来约45Lm减小为lOLm 左右，且分布较为均匀，故变质后的强化效果比较明显；2) Arsenault等的研究表明：粒 子周围高密度位错会引起位错增强。合金基体和Mg2Si粒子的热膨胀率分别为29x10-服-1 和7. 5X10-6K-1，由于热膨胀率的差异，在粒子的周围会形成密度较高的位错区，因此， 在增强相Mg2Si周围的高密度位错会引起诱导屈服增强，送有利于强化基体合金；3)由于 合金晶粒细化的作用，加入A1-3%P中间合金后，合金的组织发生了明显的细化。
【主权项】
1. 一种添加磷和硅优化AZ91镁合金力学性能的方法，其特征在于：在井式电阻炉中 采用RJ-2熔剂保护熔炼，在熔炼过程中加入硅元素和磷元素，所述其以质量分数计分别为 0. 7%和0. 03%，熔体经过精炼变质于760度下保温15 min后浇注即可。2. 根据权利要求1所述的一种添加磷和硅优化AZ91镁合金力学性能的方法，其特征在 于：所述的磷元素以A-1 3%P中间合金形式添加。
【专利摘要】本发明公开了一种添加磷和硅优化AZ91镁合金力学性能的方法，在井式电阻炉中采用RJ-2熔剂保护熔炼，在熔炼过程中加入硅元素和磷元素，所述其以质量分数计分别为0.7%和0.03%，熔体经过精炼变质于760度下保温15min后浇注即可。本发明能够提高合金的性能，降低生产成本。
【IPC分类】C22C23/02, C22C1/03
【公开号】CN105525174
【申请号】CN201410512027
【发明人】邬青
【申请人】邬青
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年9月29日