本发明专利技术提供了一种稀土镁合金及其制备方法，按质量百分比组成包括：Gd：3.5～4.5%；Y：2.2～2.8%；Nd：1.5～2.0%；Dy：0.1～1.5%；Zr：0.45～0.55%；余量为Mg。本发明专利技术提供的稀土镁合金按以下步骤制备：将镁、镁-钆中间合金、镁-钇中间合金、镁-钕中间合金、镁-镝中间合金以及镁-锆中间合金熔融制备得到稀土镁合金铸件；将上述步骤得到的稀土镁合金铸件热处理后得到稀土镁合金。本发明专利技术提供的稀土镁合金中稀土质量百分比含量不高于10%，同时还在高温下具有良好的力学性能。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了，按质量百分比组成包括：Gd：3.5～4.5%；Y：2.2～2.8%；Nd：1.5～2.0%；Dy：0.1～1.5%；Zr：0.45～0.55%；余量为Mg。本专利技术提供的稀土镁合金按以下步骤制备：将镁、镁-钆中间合金、镁-钇中间合金、镁-钕中间合金、镁-镝中间合金以及镁-锆中间合金熔融制备得到稀土镁合金铸件；将上述步骤得到的稀土镁合金铸件热处理后得到稀土镁合金。本专利技术提供的稀土镁合金中稀土质量百分比含量不高于10%，同时还在高温下具有良好的力学性能。【专利说明】
本专利技术涉及镁合金
，尤其涉及。
技术介绍
镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其具有密度小，比强度高，比弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力大，耐有机物和碱的腐蚀性能好等特点，镁合金是实用金属中是最轻的金属结构材料，广泛应用于航空、航天、运输、化工、火箭等重要军用民用领域。镁合金按照主要添加的合金元素，可以分为很多种，性能上也存在很大差别。近些年，随着业界对稀土元素性质的研究以及相关产品的应用与开发，将稀土元素作为重要的合金元素在镁合金研究领域里日益受到重视，在现今新开发的镁合金体系中，含稀土的镁合金体系已达50%以上。稀土镁合金是指含有稀土元素的镁合金，由于大部分稀土元素与镁的原子尺寸半径相差在±15%范围内，在镁中有较大固溶度，因而具有良好的固溶强化和沉淀强化的作用，可以有效地改善合金组织和微观结构，增强合金耐蚀性和耐热性，提高合金室温及高温的力学性能。同时稀土元素原子扩散能力差，对提高镁合金再结晶温度和减缓再结晶过程有显著作用。此外，稀土元素还有很好的时效强化作用，可以析出非常稳定的弥散相粒子，从而大幅度提高镁合金的高温强度和蠕变抗力。随着全球航天科技的发展，对高性能轻质材料的需求日益迫切，特别是近年来航空仪器、航天舱体等大型结构件对轻质材料耐高温性能的需求，促使高强耐热的稀土镁合金发展迅速。稀土镁合金中稀土含量较高的WE系`、Mg-Gd-Y-Zr系、Mg-Y-Gd-Zn-Zr系等合金因具有良好的高温力学性能，因此在航空航天领域里得到了广泛的关注。但在此类稀土镁合金中，只有稀土质量百分比含量大于10%才具有显著的特性。稀土含量过低时，稀土镁合金高温力学性能不佳，特性不明显；稀土含量过高时则密度过大、成本过高、延展性过低。因而这类合金稀土质量百分比含量均超过10%，从而导致其价格高、塑性差、难加工，应用范围受到较大限制，难以进行工业规模化生产。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供，本专利技术提供的稀土镁合金中稀土质量百分比含量不高于10%，同时还在高温下具有良好的力学性能。本专利技术公开了一种稀土镁合金，其特征在于，按质量百分比组成包括:Gd: 3.5 ~4.5% ；Y: 2.2 ~2.8% ；Nd:1.5 ~2.0%;Dy:0.I ~1.5% ；Zr:0.45 ~0.55% ；余量为Mg。优选的，包括0.3~I.0%的Dy。本专利技术公开了一种稀土镁合金的制备方法，包括以下步骤:A )将镁、镁-钆中间合金、镁-钇中间合金、镁-钕中间合金、镁-镝中间合金以及镁-锆中间合金熔融制备得到稀土镁合金铸件；B)将上述步骤A)得到的稀土镁合金铸件热处理后得到稀土镁合金。优选的，所述镁-钆中间合金中，镁的质量百分比为70~90%，钆的质量百分比为10~30% ;所述镁-钇中间合金中，镁的质量百分比为70~90%，钇的质量百分比为10~30% ;所述镁-钕中间合金中，镁的质量百分比为70~90%，钕的质量百分比为10~30% ；所述镁-镝中间合金中，镁的质量百分比为70~90%，镝的质量百分比为10~30% ;所述镁-锆中间合金中，镁的质量百分比为60~80%，锆的质量百分比为20~40%。优选的，所述步骤A)具体为:Al)在保护气的作用下，将镁、镁-钆中间合金和镁-钕中间合金熔融，得到第一熔体；A2)向上述第一熔体中加入镁-钇中间合金、镁-镝中间合金和镁-锆中间合金，升温并通入氩气，得到第二熔体；A3)将步骤A2)得到的第二熔体恒温静置后，再降温进行浇铸，得到稀土镁合金铸件。优选的，所述熔融的温度为750~770°C。 优选的，所述升温的温度为775~790°C，所述通入氩气的时间为15~35分钟。优选的，所述静置的时间为10~30分钟，所述降温的温度为730~750°C。优选的，所述步骤B)的具体步骤为:BI)将所述稀土镁合金铸件在第一温度下恒温I~3小时，再升至第二温度下恒温7~9小时，最后在室温下冷却22~26小时；B2)将步骤B I)处理过的稀土镁合金铸件在第三温度下恒温46~50小时后，在室温下冷却后得到稀土镁合金。优选的，所述第一温度为280~320°C，所述第二温度为510~550°C，所述第三温度为180~220°C。本专利技术公开了，其特征在于，按质量百分比组成包括:Gd:3.5 ~4.5%, Y:2.2 ~2.8%,Nd:1.5 ~2.0%,Dy:0.1 ~1.5%, Zr:0.45 ~0.55%，其余为Mg。与现有技术相比，本专利技术采用多元合金化的方法降低稀土元素在合金中的比重，充分利用了稀土元素在强化机制方面的互补关系，通过Dy元素的细化作用以及特有的稀土元素搭配比例，在稀土镁合金中稀土元素质量总含量不高于10%的情况下，使得稀土镁合金在室温及高温下拥有更好的力学性能。实验结果表明，本专利技术提供的稀土镁合金在室温下抗拉强度约为340MPa，在250°C的条件下抗拉强度约为300MPa，并且在200°C /80MPa条件下，100小时的蠕变变形为0.16%。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术比较例I中制备的Mg-4Gd-3Y-2Nd_0.5Zr稀土镁合金的金相微观组织图；图2为本专利技术实施例1中制备的Mg-4Gd-3Y-2Nd_0.1Dy-0.5Zr稀土镁合金的金相微观组织图；图3为本专利技术实施例2中制备的Mg-4Gd-3Y-2Nd_0.5Dy-0.5Zr稀土镁合金的金相微观组织图。【具体实施方式】为了进一步了解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点而不是对本专利技术专利要求的限制。本专利技术公开了一种稀土镁合金，其特征在于，按质量百分比组成包括:Gd: 3.5 ~4.5% ；Y: 2.2 ~2.8% ；Nd:1.5 ~2.0%;Dy:0.I ~1.5% ；Zr:0.45 ~0.55% ；余量为Mg。本专利技术提供的稀土镁合金在稀土元素质量总含量不高于10%的情况下，在室温及高温下，拥有更好的力学性能。`本专利技术所用原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的即可。本专利技术对室温的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的室温定义即可，优选为20~30°C。本专利技术中，按质量百分比组成，所述Dy的质量百分比含量优选为0.1~1.5%，更优选为0.2~1.3%，最优选为0.3~1.0% ;本专利技术对Dy的来源没有特别限定，以本领域技术人员熟知的稀土元素来源或市售的稀土元素即可；本专利技术对Dy的纯度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备稀土镁合金的稀土元素纯度即可。本专利技术将Dy作为稀土元素加入到稀土镁合金中，通过Dy元素的细本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种稀土镁合金，其特征在于，按质量百分比组成包括：Gd：3.5～4.5%；Y：2.2～2.8%；Nd：1.5～2.0%；Dy：0.1～1.5%；Zr：0.45～0.55%；余量为Mg。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孟健，田政，张德平，孙伟，杨强，杜海，邱鑫，牛晓东，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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