本发明专利技术提供一种添加稀土元素Tb改善Mg-Zn-Zr-Y合金力学性能的工艺，本发明专利技术采用向Mg-Zn-Zr-Y合金添加稀土元素Tb,合金晶粒有明显的细化现象,合金力学性能明显提高，特别是添加2%的稀土元素Tb时，晶粒细化最显著，力学性能最佳，最大抗拉强度达到211MPa和伸长率6.7%。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料
，特别是涉及一种添加稀土元素 Tb改善Mg-Zn-Zr-Y合 金力学性能的工艺。
技术介绍
镁合金由于其密度低、强度高、耐热性好等特点已经成为汽车材料未来发展的主 要方向之一，是世界各国航空、航天等领域必不可少的结构材料。虽然镁合金的强度、弹性 模量比铝合金、合金钢低，但其比强度明显高于铝合金和钢，比刚度则与铝合金和钢大致相 同，成为继钢铁、铝之后第三大金属工程材料。Mg-Zn-Y系合金是重要的应用镁合金系列 之一，具有良好的使用强度和高温力学性能，广泛应用于飞机和汽车的发动机、齿轮箱壳体 上。在Mg-Zn系合金中加入少量的稀土元素 Y可以提高镁合金在室温和高温下的机械性 能，同时可改善其抗腐蚀性能，Y可以在镁合金中析出强化相，在Mg-Zn-Y合金中的主要 相组成为：Z 相（Mg3YZn6)、W 相（Mg3Y2Zn3)和 X 相（Mg12YZn)。Tb 是 Ce 族稀土元 素里在镁基体中固溶度最大的元素，并且在熔炼浇铸过程中固溶度随温度降低而降低，具 有比Nd更高的固溶强化和析出强化效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种添加稀土元素 Tb改善Mg-Zn-Zr-Y合金力 学性能的工艺，力学性能更好和金相组织颗粒细化，以克服现有技术问题的不足。 本专利技术采用的技术方案是：一种添加稀土元素 Tb改善Mg-Zn-Zr-Y合金力学性能 的工艺，包括以下步骤： (1) 配料：纯镁锭、6%Zr、l. 5%Y、0. 8%Zn，所添加稀土元素 Tb为1~3% ; (2) 熔炼铸造：将配好的原材料放入不锈钢坩埚中，升温至780~800 °C，观测到合金 完全熔化，合金液表面发亮时保温3min，浇铸至底注式铸模中，自然冷却。 所述步骤（1)中采用 Mg-30. l%Zr、Mg-29. 77%Tb、Mg-71. 47%Y 中间合金配料。 所述步骤（1)中所添加稀土元素 Tb为2%。 所述步骤（2)中采用在氩气保护下熔炼。 所述步骤（2)中采用采用中频炉熔炼。 本专利技术有益效果：与现有技术相比，效果如下： (1)在Mg-6Zn-1.5Y-0. 8Zr合金中添加 Tb元素后，Tb替代出得Y元素越多，析出的强 化相Mg3(TbY) Zn6越多，合金晶粒有明显的细化现象，并且Tb元素添加为2%时，晶粒细化 效果最显著。 (2) Tb的添加量对合金力学性能有一定的影响，在稀土元素 Tb添加量为2%时合 金的最大抗拉强度达到21 IMPa和伸长率6. 7%，都达到最高。【具体实施方式】 一种添加稀土元素 Tb改善Mg-Zn-Zr-Y合金力学性能的工艺，包括以下步骤： (1) 配料：纯镁锭、6%Zr、l. 5%Y、0. 8%Zn，所添加稀土元素 Tb为1~3% ; (2) 熔炼铸造：将配好的原材料放入不锈钢坩埚中，升温至780~800 °C，观测到合金 完全熔化，合金液表面发亮时保温3min，浇铸至底注式铸模中，自然冷却。 所述步骤（1)中采用 Mg-30. l%Zr、Mg-29. 77%Tb、Mg-71. 47%Y 中间合金配料。 所述步骤（1)中所添加稀土元素 Tb为2%。 所述步骤（2)中采用在氩气保护下熔炼。 所述步骤（2)中采用采用中频炉熔炼。 采用上述一种添加稀土元素 Tb改善Mg-Zn-Zr-Y合金力学性能的工艺，可以得出 不同Tb含量对Mg-Zn-Zr-Y合金力学性能的影响，如表1所示，由表1可以看出，含量为2% 的Tb对合金的力学性能较好，最大抗拉强度和伸长率相对其他含量都是最高的，这是因为 随着Tb元素的加入，一方面Tb元素起到细晶强化作用，另一方面Tb替代出得Y元素越 多，析出的强化相Mg 3( TbY) Zn6越多，起到了析出强化作用，从而使得合金力学性能得到 提高；而随着Tb元素的继续添加，含量为3%的Tb的合金晶粒粗化严重，导致力学性能变 差，从表1中也可以看出稀土元素3%的Tb的合金的最大抗拉强度和伸长率值都出现了下 降，屈服强度随着Tb元素含量的增加呈现出缓慢递增的趋势。【主权项】1. 一种添加稀土元素Tb改善Mg-Zn-Zr-Y合金力学性能的工艺，其特征在于：包括以 下步骤： (1) 配料：纯镁锭、6%Zr、l. 5%Y、0. 8%Zn，所添加稀土元素Tb为1~3% ; (2) 熔炼铸造：将配好的原材料放入不锈钢坩埚中，升温至780~800 °C，观测到合金 完全熔化，合金液表面发亮时保温3min，浇铸至底注式铸模中，自然冷却。2. 如权利要求1所述的一种添加稀土元素Tb改善Mg-Zn-Zr-Y合金力学性能的工艺， 其特征在于：所述步骤（1)中采用Mg-30.l%Zr、Mg-29. 77%Tb、Mg-71. 47%Y中间合金配料。3. 如权利要求1所述的一种添加稀土元素Tb改善Mg-Zn-Zr-Y合金力学性能的工艺， 其特征在于：所述步骤（1)中所添加稀土元素Tb为2%。4. 如权利要求1所述的一种添加稀土元素Tb改善Mg-Zn-Zr-Y合金力学性能的工艺， 其特征在于：所述步骤（2)中采用在氩气保护下熔炼。5. 如权利要求1所述的一种添加稀土元素Tb改善Mg-Zn-Zr-Y合金力学性能的工艺， 其特征在于：所述步骤（2)中采用采用中频炉熔炼。【专利摘要】本专利技术提供一种添加稀土元素Tb改善Mg-Zn-Zr-Y合金力学性能的工艺，本专利技术采用向Mg-Zn-Zr-Y合金添加稀土元素Tb,合金晶粒有明显的细化现象,合金力学性能明显提高，特别是添加2%的稀土元素Tb时，晶粒细化最显著，力学性能最佳，最大抗拉强度达到211MPa和伸长率6.7%。【IPC分类】C22C23/00, C22C1/03【公开号】CN105483409【申请号】CN201410515504【专利技术人】支欣 【申请人】支欣【公开日】2016年4月13日【申请日】2014年9月30日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种添加稀土元素Tb改善Mg‑Zn‑Zr‑Y合金力学性能的工艺，其特征在于：包括以下步骤：（1）配料：纯镁锭、6%Zr、1.5%Y、0.8%Zn，所添加稀土元素Tb为1~3%；（2）熔炼铸造：将配好的原材料放入不锈钢坩埚中，升温至780～800 ℃，观测到合金完全熔化，合金液表面发亮时保温3min，浇铸至底注式铸模中，自然冷却。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：支欣，
申请(专利权)人：支欣，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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