一种高强度镁合金及诱导改变析出相位向制备高强度镁合金的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于儀合金技术领域，具体的说，设及一种高强度儀合金及诱导改变析出 相位向制备高强度儀合金的方法。
【背景技术】
[0002] 目前，可热处理强化商用儀合金如AZ系、ZK系和Mg-RE合金因其分别具有强度较 低、不可焊接、成本较高的缺点在很大程度上限制了其在航空、航天，国防军工尤其是民用 如汽车、3C等领域的应用。可热处理强化的高强ZK系儀合金，虽然其析出相Mg2化具有很好 的时效强化效果，但其因含Zr而成本较高，因 Zn含量较高而具有不可焊性。而可时效强化的 Mg-Sn基合金却可能不可多得地同时具备具AZ系、ZK系和Mg-RE合金所不具备的优点如:较 大的时效强化潜力、可焊接潜力、抗蠕变潜力、低成本潜力等。Mg-Sn二元合金在共晶溫度 56rC的固溶度为14.85%，而在200°C时固溶度仅有0.45wt%，由此可见Sn在Mg中的饱和固 溶度随溫度下降快速减少，有利于采取时效处理，获得弥散强化的组织，运对提高Mg-Sn系 合金的性能有着重要的意义。但是Mg-Sn合金在时效过程中虽然析出了相当数量的Mg2Sn 相，但时效强化效果并不显著，原因是沉淀相Mg2Sn邸躺在儀基体基面上。
[0003] 第二相与基体的位向关系决定了析出相对儀合金的强化效果。沿着儀锥面 {1011 }、{ 1122}或棱柱面{ K) 1 (U、{ 1120}析出的第二相，将对儀基面滑移产生阻碍作 用从而提高儀合金的室溫强度，而沿着儀基面(0001)析出的第二相，其强化效果则大大降 低。因此，如何控制Mg2Sn析出相与儀基体的位向关系，使得析出相沿着儀锥面或棱柱面析 出，是提高Mg-Sn合金强度的重要手段之一。
【发明内容】
[0004] 为解决W上技术问题，本发明的目的之一在于提供本发明一种高强度儀合金，其 具有沿着儀锥面或棱柱面析出的第二相，从而与儀基体的位向关系发生改变，提高了儀合 金强度。
[0005] 本发明目的之二在于提供一种诱导改变析出相位向制备高强度儀合金的方法，该 方法通过添加合金元素化预先时效析出MgZri2,因 Mg2Sn与Mg化2具有相同晶体结构并且晶面 错配度小于6%，Mg2Sn优先在MgZns上形核并长大，而不是儀基体，进而Mg2&i析出相不再完 全平行于基面，具有沿着儀锥面或棱柱面析出的第二相，从而与儀基体的位向关系发生改 变，提高了儀合金强度。
[0006] 本发明目的之一是运样实现的：一种高强度儀合金，其关键在于由W下重量比的 组分组成:锡2.0~5.0%、锋0.5~5.0%、不可避免杂质<0.15%、其余为儀;并具有沿着儀 锥面或棱柱面析出的MgsSn析出相。
[0007] 本发明目的之二是运样实现的：一种诱导改变析出相位向制备高强度儀合金的方 法，其关键在于按W下步骤进行：
[0008] a、烙炼:在SF6+C02的气体保护下，按权利要求1所述的重量比将儀烙炼至全部融 化，然后按权利要求1所述的重量比将预热的锋和锡加入，溶化后揽拌均匀并静置烙炼，去 除表面浮渣，然后诱注制备铸锭；
[0009] b、合金均匀化:首先将铸锭在400°C保溫3小时，消除合金的偏析组织，再上升至合 金的均匀化溫度450~500°C，所有合金均在相应的均匀化溫度下保溫24小时，进行车皮，将 车皮的铸锭在溫度为300°C下进行挤压变形加工成制品；
[0010] C、挤压棒材的热处理：先在450°C固溶处理5小时，水泽至室溫;然后在175 °C下时 效6~25小时，空冷至室溫，其中固溶处理在一般的热处理炉中即可进行，无需气氛保护。
[00川优选地，上述步骤a中SF6的体积分数为0.5~1.5 %。
[0012] 优选地，上述步骤a中儀的烙炼溫度为720~740°C。
[0013] 优选地，上述步骤a中的锋和锡的预热溫度为200~350°C，其烙炼溫度为740°C。
[0014] 优选地，上述步骤a中静置烙炼和诱注时的溫度均为720°C，静置烙炼的时间为10 ~20min。
[0015] 优选地，上述步骤b中400°C升溫至均匀化溫度的升溫速度为100°C A。
[0016] 有益效果：
[0017] 本发明一种高强度儀合金及诱导改变析出相位向制备高强度儀合金的方法，该方 法通过添加合金元素 Zn预先时效析出Mg化2，制备得到儀合金，因 Mg2Sn与Mg化2具有相同晶 体结构并且晶面错配度小于6%，Mg2Sn优先在MgZns上形核并长大，而不是儀基体，进而 Mg2Sn析出相不再完全平行于基面，具有沿着儀锥面或棱柱面析出的第二相，从而与儀基体 的位向关系发生改变，提高了儀合金强度。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明实施例1儀合金时效态透射照片；
[0019] 图2为对照例1儀合金时效态透射照片。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
[0021] 实施例1:
[0022] -种高强度儀合金由W下重量比的组分组成：锡5.0%、锋3.02%、不可避免杂质 0.15%、儀 91.83%。
[0023] -种诱导改变析出相位向制备高强度儀合金的方法：
[0024] a、烙炼:在SF6+C02的气体保护下，于铸铁相蜗中，按上述重量比先将工业纯儀在 720°C进行烙炼，待工业纯儀全部融化，溫度上升到740°C稳定之后加入工业纯锋和工业纯 锡，工业纯锋和工业纯锡加入前需预热溫度约为20(TC。待合金烙化之后，揽拌均匀，将烙体 在72(TC静置10分钟，并打掉表面的浮渣，在预热到25(TC的铁模中于72(TC的条件下完成诱 注，制备出铸锭。
[0025] b、合金均匀化:将上述铸锭首先在400°C保溫3小时，消除合金的偏析组织，再上升 至合金的均匀化溫度450°C，升溫速度为100°CA，所有合金均在均匀化溫度450°C下保溫24 小时，均匀化退火处理后进行车皮，将车皮的铸锭进行挤压变形加工成制品，挤压溫度为 300°C，挤压速度为1.5~3m/min，挤压比为25。
[00%] C、挤压棒材的热处理：先在450°C固溶处理5小时，水泽至室溫;然后在175 °C下时 效20小时，空冷至室溫。
[0027]实施例2
[00%] -种高强度儀合金由W下重量比的组分组成：锡2.0%、锋5.0%、不可避免杂质 0.10%、儀 92.9%。
[0029] -种诱导改变析出相位向制备高强度儀合金的方法：
[0030] a、烙炼:在SF6+C02的气体保护下，于铸铁相蜗中，按上述重量比先将工业纯儀在 740°C进行烙炼，待纯儀全部融化，溫度740°C稳定之后加入工业纯锋和工业纯锡，工业纯锋 和工业纯锡加入前需预热溫度约为35(TC。待合金烙化之后，揽拌均匀，将烙体在72(TC静置 20分钟，并打掉表面的浮渣，在预热到35(TC的铁模中于72(TC的条件下完成诱注，制备出铸 锭。
[0031] b、合金均匀化:将上述铸锭首先在400°C保溫3小时，消除合金的偏析组织，再上升 至合金的均匀化溫度500°C，升溫速度为100°CA，所有合金均在均匀化溫度500°C下保溫24 小时，均匀化退火处理后进行车皮，将车皮的铸锭进行挤压变形加工成制品，其挤压溫度为 300°C，挤压速度为1.5~3m/min，挤压比为25。
[0032] C、挤压棒材的热处理：先在450°C固溶处理5小时，水泽至室溫;然后在175°C下时 效6小时，空冷至室溫