一种高强度Ｍｇ－Ｚｎ－Ｃｅ－Ａｇ合金，其特征在于：镁合金组织由初晶α－Ｍｇ和第二相Ｍｇ↓［１２］Ｃｅ组成，其中，初晶α－Ｍｇ所占的体积分数为４０－６０％，第二相Ｍｇ↓［１２］Ｃｅ所占的体积分数为４０－６０％，该合金的初晶α－Ｍｇ晶粒粒径为１０－４０μｍ，第二相Ｍｇ↓［１２］Ｃｅ粒子均匀、弥散分布，二次枝晶间距为６－９μｍ。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及,M^^lJ皿术，具体为一种高强度Mg-Zn-Ce-Ag合金及其制备 方法。
技术介绍
g金具有高的比强度和比冈唬，尺寸稳定性高，减振性能、导热性能、铸造性能和可切削加工性能良好，是目前:oiLh应用最轻的金属结构材料和特殊用 途的功能材料，f給金可以回收利用，对环境友好，因此又誉为21世纪的绿色工 禾M^属结构材料。^金的开发和应用始于20世纪20年代，发M3I度较钢和铝合金缓慢，其 原因首先是镁的氧化膜不致密，耐腐蚀性能不及铝合金。镁的晶体结构为密排六 方，塑性加工较困难。与铝合金相比，齢金的研究和发展还很不充分，f鈴金 的应用也还很有限。目前，齢金的产量只有铝合金的1%。镁合金作为结构应 用的最大用途是铸件，其中90%以上是压铸件。然而，齢金在平衡或接近平衡 的常规凝固割牛下，^^1组织汲性能存在着许多缺点，如晶粒及沉淀相粗大，元 素偏析严重，因而强度、塑性较低，耐腐蚀性能较差等，这限制了镁合金的工业 化应用。近年来，各国学者对齢金材料进行了深入研究，特别是在如何改善力学性 能方面做了大量的工作。目前，改善齢金力学鹏鹏途径主要有形变硬化、晶 粒细化、合金化、热处理、齢金与陶瓷相复合等多种方法。我国具有丰富的镁资源，但由于对^^誠u备技术掌握不够，现在多以原材 料的形式出口，损失较大。因此研究开发g金，特备是高强度高塑性的镁合金及其制备工艺具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于^fj共，该方法 工艺成本低且简便易行，获得的镁合金具有较高压縮强度和塑性。本专利技术的技术方案是-本专利技术提供了一种高强度Mg-Zn-Ce-Ag合金，镁合金组织由初晶oc-Mg和第 二相Mg!2Ce组成，其中，初晶a-Mg所占的体积分数为40-60%,第二相MguCe 组所占的体积分数为40-60%，该合金的初晶oc-Mg晶粒粒径为10-40pm，第二相 Mgt2Ce相粒子均匀、弥散分布，二次枝晶间距为6-9,;其中，按原子百分比计， 基体为初晶ot-Mg，包含96-99XMg、 0.6-2.5%Ce和0-1.5%Ag， Ce、 Ag以固溶 的形式存在于基体中；第二相Mg12Ce均匀的分布在基体上，包含90.0-93.0XMg、 4.0^6.0%Ce、 0.5-2.0。/^Ag和2.0~4.0%Zn， Zn、 Ag以固溶的形式存在于第二相 MguCe中)。本专利技术高强度Mg-Zn-Ce-Ag f給金强化基理是由于快速凝固使合金晶粒细 化，细晶强化在本合金中起到了主要作用，另外，也不能忽视基体中合金元素(Ce、 Ag)弓胞了固溶强化作用以及第二相Mg12Ce均匀的分布弓胞了沉淀强化作用。所制备的快速凝固Mg-Zn-Ce-Ag合金力学性能指标如下压縮屈服强度oa2=260-290 MPa;压缩断裂强度cif=420-500MPa;压縮塑性应变8p=6.5%-ll%。所述的制备高强度Mg-Zn-Ce-Ag合金的方法，采用铜模浇铸来制备快速凝固 Mg-Zn-Ce-Ag合金样品，散金晶粒得妾踟化，由于晶粒细化和第二相粒子的沉 淀强化，使得Mg-Zn-Ce-Ag合金的强度得以提高。铜模浇铸具体工艺参 口下 真空度10" 10-3pa，鹏50(K700。C，糊速度10 102K/s。本专利技术具有的优点1、 本专利技术采用了 Mg-Zn-Ce-Ag合金，无需通过形变硬化来改善镁合金的力 学性能，而是通过铜模浇铸来增大冷却速率，使晶粒得到细化以获得高强度 Mg-Zn-Ce-Ag合金，工艺成本低且简便易行。2、 本专利技术涉及镁合金为镁稀土系合金体系，其成分为Mg-l%Zn-2%Ce-l%Ag (原子百分比)，采用铜模浇铸的方法制备。铜模浇铸工艺的快速冷却使合金的晶粒细化，第二相均匀、弥散分布，从而使该镁合金具有高的压縮强度和塑性。本 专利技术开发了一种制备高压縮强度Mg-Zn-Ce-Ag合金的新方法，拓展了镁合金材料 的应用领域。 附图说明图1为铜模冷却Mg-Zn-Ce-Ag合金的X-射线谱。图2为铜模7賴卩Mg-Zn-Ce-Ag合金的光学照片。图3为铜模冷去卩Mg-Zn-Ce-Ag合金的压縮应力应变曲线。具体实駄式以下通过实施例详述本专利技术。Mg-Zn-Ce-Ag合金成分包括96%Mg， l°/。Zn， 2°/。Ce， l%Ag (原子百分比)。本专利技术Mg-Zn-Ce-Ag合金冶炼方法为常规技术，本实施例fl^金采用真空熔 炼，具体工艺参数有真空度10"~10'3Pa，加热鹏700 850。C。将获得的合金 液^S真空度10-2pa、 ，700。C左右，通过铜模浇铸来增大冷却速率(7转卩速 率100K/s)，使晶粒得到细化，以获得高强度Mg-Zn-Ce-Ag合金。镁合金组织由 初晶a-Mg和第二相Mg12Ce组成，本实施例中，初晶a-Mg所占的体积分数为 40-60%，第二相MgnCe所占的体积分数为40-60%，该合金的初晶a-Mg晶粒粒 径为10-40,，第二相MguCe粒子均匀、弥散分布，二次枝晶间距为6-9,，结 果见图2。其中，按原子百分比计，基体为初晶a-Mg，包含96.48-98.43%Mg、 0.95-2.08XCe和0.62-1.44。"Ag， Ce、 Ag固溶于Mg基体中；第二相MguCe均 匀的分布在基体上，包含91.0画91.5XMg、 4.0~4.9%Ce、 0.85-1.75XAg和2.25-3.25 %Zn， Zn、 Ag固溶在第二相MguCe中。图1为铜模冷却Mg-Zn-Ce-Ag合金的X-射线谱。经X射线衍射分析可知， 图1中该合金包括a-Mg、 Mg12Ce相两相。图2为铜模^i卩Mg-Zn-Ce-Ag合金的光学照片。图2给出了其典型的组织 第二相MguCe数量较多，且大多连成网络状结构，并多呈细小的菊花晶形态。图3为铜模7转卩Mg-Zn-Ce-Ag合金的压缩应力与应变曲线。由于晶粒细化和第二相粒子的沉淀强化，使得Mg-Zn-Ce-Ag合金的强度得以 提高，该合金具有较高的压縮强度，其性能指标如下压縮屈服强度 .2=285MPa; 压缩断裂强度crf=480MPa;压縮塑性应变Sp=10.5 %。相关比较例1Mg-Zn-Ce-Ag合金冶炼方法具体工艺参数同上，铸造过程是采用镁合金液， 浇注温度为70(TC左右，内浇口速度为0.5nVs。性能指标如下压縮屈服强度cjofDOMPa;压縮断裂强度dfz275MPa;压縮塑性应变8^8.5%。实施例2与实施例1不同之处在于-.将齢金液條真空度10"Pa、温度700°C左右，通过铜模浇铸来增大冷却 速率(冷却速率50K/s)，使晶粒得到细化，以获得高强度Mg-Zn-Ce-Ag合金。本 实施例中，初晶oc-Mg所占的体积分数为40-60%,第二相Mg12Ce相所占的体积 分数为40-60%,该合金的初晶ct-Mg晶粒粒径为10-40pm，第二相MguCe相粒 子均匀、弥散分布，二次枝晶间距为6-9pm。其中，按原子百分比计，基体为初 晶a-Mg，包含97.3-98.5 %Mg、 1.0-2.3 %Ce和0.4-0.6 %Ag， Ce、 Ag固溶于Mg 基体中；第二相MguCe均匀的分^E基体上，包含91,5-92^Mg、 4.5-5.0%Ce、 0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度Ｍｇ－Ｚｎ－Ｃｅ－Ａｇ合金，其特征在于：镁合金组织由初晶α－Ｍｇ和第二相Ｍｇ↓［１２］Ｃｅ组成，其中，初晶α－Ｍｇ所占的体积分数为４０－６０％，第二相Ｍｇ↓［１２］Ｃｅ所占的体积分数为４０－６０％，该合金的初晶α－Ｍｇ晶粒粒径为１０－４０μｍ，第二相Ｍｇ↓［１２］Ｃｅ粒子均匀、弥散分布，二次枝晶间距为６－９μｍ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张海峰，蔡静，李宏，王爱民，刘正，胡壮麒，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89
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