一种添加稀土La以提高ZL302合金力学性能的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种添加稀土 La以提高ZL302合金力学性能的方法，属于ZL302合金 性能优化技术领域。
【背景技术】
[0002] 我国的稀土资源十分丰富，据2003年英国Roskill信息公司公布的数据，我国 的稀土储量为2 700万t，占世界总蕴量的30· 7%。如何大力开发和利用如此丰富的稀土 资源已成为我国材料界的一个新的研究热点。在铸造 Al-Mg合金系中，ZL302合金有高温 强度、抗蚀性能、焊接性能、铸造性能好，切削加工性能优越，但由于不能热处理，力学性 能比ZL301低得多。ZL302合金主要用于制造在海水、燃气等腐蚀介质下承受中等载荷的发 动机、转子、叶片、内燃机、石化气泵壳等零件，这些部件对材料的抗拉强度、伸长率、硬度 等力学性能都提出了很高的要求。为此，常采用在ZL302合金中加入细化元素的方法提高 其性能，其中Zr和稀土元素 Sc以及Zr和Sc的复合作用经常被探讨，它们的细化效果明 显，但由于价格昂贵，限制了其在工业生产中的实际应用。La虽价格低廉，但La在ZL302 合金中的单独作用则鲜有报道。
【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以提高ZL302合金力学性能的方 法，能够细化ZL302合金力的晶粒，提高ZL302合金的力学性能，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以提高ZL302合金力学性能的方法，在铸态ZL302合金中添加稀土 La 元素，所述稀土 La元素以质量分数计为0. 5%~1. 5%，余量为ZL302合金，采用常规的冶炼 方式进行冶炼。
[0005] 所述的稀土 La元素以质量分数计为1%,余量为ZL302合金。
[0006] 所述的稀土 La元素以中间合金的方式添加。
[0007] 所述的中间合金为Al-10La合金 本发明的有益效果： 本发明通过在铸态ZL302合金加入La以后，ZL302合金中原有的黑色骨骼状的Mg2Si 相被细化成短棒状，灰色网状的AlFeMnSi相逐渐被细化成断续、弥散的骨骼状，同时由于 La及其化合物的存在还出现了针条状、颗粒状的新相，与加入La前相比，ZL302合金的晶 粒明显细化，合金的力学性能得到了明显的改善，并且当La元素以质量分数计为0. 5%~ 1. 5%时的效果最好。
[0008]
【附图说明】： 图1为未添加 La前的ZL302合金组织图； 图2为添加 La后的ZL302合金组织图； 图3是ZL302合金的抗拉强度随La含量的变化曲线； 图4是ZL302合金的伸长率随La含量的变化曲线； 图5是ZL302合金的硬度随La含量的变化曲线。
[0009]
【具体实施方式】： 实施例： 用纯铝和纯镁配制Al-12Mg合金，在金属型中浇注成铝镁合金锭。配制试验所用合金 时，Mg的质量分数为10%。用纯铝和纯硅配制Al-15Si、纯A1和纯La。
[0010] 配制Al-10La合金，纯铝的纯度为99 · 7%，纯Mg、纯Lu的纯度均为99. 9% (质量 分数）。共配制了 8 种 Al-5Mg-lSi-xLa(x=0, 0· 2, 0· 5, 0· 8, 1. 0, 1. 2, 1. 5, 2. 0)合金（各元 素含量均为质量分数），在中频感应电炉中将纯铝及各中间合金进行熔炼，用红外测温仪 测得金属液温度在700°C左右时，加入C2C16进行排气、除渣。熔炼工艺见表1。
[0011] 在金属型中烧注的试样执行错合金拉伸试验金属型铸造试样标准。该试样不 经过热处理，在WE-30型液压式万能材料试验机和HDI-1875型布氏硬度计上进行拉伸 试验和硬度试验。对ZL302合金（Al-5Mg-Si合金）和Al-5Mg-Si-La两种合金，采用 HITACHIS-2570型金相显微镜和JSM-6380LA型扫描电镜进行显微组织分析和SEM分析。
[0012] 由图1和图2对比可知，加入La以前，ZL302合金的晶粒较粗大，晶粒边界清晰， 加入La以后，晶粒明显细化，主要在于黑色骨骼状的Mg2Si相被细化成短棒状，灰色网状 的AlFeMnSi相逐渐被细化成断续、弥散的骨骼状。同时由于La及其化合物的存在还出现 了针条状、颗粒状的新相。
[0013] 由图3至图5可知，所添加的La元素占 0. 5%~1. 5%时效果较好，其中在1%时达 到顶峰。
【主权项】
1. 一种添加稀土 La以提高ZL302合金力学性能的方法，其特征在于：在铸态ZL302合 金中添加稀土 La元素，所述稀土 La元素以质量分数计为0. 5%~1. 5%,余量为ZL302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以提高ZL302合金力学性能的方法，其特征 在于：所述的稀土 La元素以质量分数计为1%,余量为ZL302合金。3. 根据权利要求1所述的一种添加稀土 La以提高ZL302合金力学性能的方法，其特征 在于：所述的稀土 La元素以中间合金的方式添加。4. 根据权利要求3所述的一种添加稀土 La以提高ZL302合金力学性能的方法，其特征 在于：所述的中间合金为Al-10La合金。
【专利摘要】为了细化ZL302合金力的晶粒，提高ZL302合金的力学性能，本发明公开了一种添加稀土La以提高ZL302合金力学性能的方法，在铸态ZL302合金中添加稀土La元素，所述稀土La元素以质量分数计为0.5%～1.5%，余量为ZL302合金，采用常规的冶炼方式进行冶炼。
【IPC分类】C22C21/00, C22C1/03
【公开号】CN105568020
【申请号】CN201410290071
【发明人】张亚荟
【申请人】张亚荟
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年10月8日