技术领域
[0001] 本发明涉及一种提高Mg‑Y‑Zn系合金力学性能的方法。
相关背景技术
[0002] 镁合金具有密度低、比强度高、易回收等优点，在机械设备、汽车以及航空航天等领域具有广阔的应用前景。但是镁合金存在着绝对强度较低、室温塑性有限等缺点。与其他镁合金相比Mg‑Zn‑Y三元合金具有较为优异的力学性能，但是其强度以及塑性仍需进一步提高。
具体实施方式
[0039] 下面介绍测试方法：
[0040] 抗拉强度(UTS)、屈服强度(YS)和延伸率(EL)参照《GB/T228.1‑2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》中规定的方法测试。
[0041] 所采用的试样如图1所示。该试样为哑铃形状，其具有杆部1以及与杆部1两端相连的两个头部2。杆部1与两个头部2分别通过圆台3相连。圆台3的上底面与杆部1相连，并与杆部1的直径相同。圆台3的下底面与头部2相连，并与头部2的直径相同。圆台3的侧面为内凹的弧面31。杆部1的长度为27.5mm，直径为5±0.05mm。杆部1和两个圆台3的总长度为34mm。头部2的直径为9mm。试样的总长度(杆部1、两个圆台3和两个头部2的长度之和)为64mm。原始标距L0为25mm。
[0042] 测试步骤具体如下：每种合金至少在三个不同位置选取平行试样来进行拉伸实验。在测试前，先使用800﹟、1000﹟、2000﹟砂纸依次研磨试样，保证试样表面光洁无异物。试样在室温条件下通过英斯特朗电子万能材料试验机进行拉伸测试，拉伸速率设置为0.5mm/min。
[0043] 采用ICP(PerkinElmer，Plasma400)对合金进行成分分析。
[0044] Mg的含量由如下公式计算得到：
[0045] Mg含量＝100wt％‑Y含量‑Zn含量‑Gd含量‑Zr含量‑Ca含量。
[0046] 实施例1～2和比较例1
[0047] 以金属Mg(纯度＞99.9wt％)、Mg‑30Gd中间合金、金属Zn(纯度＞99.9wt％)、Mg‑20Ca中间合金、Mg‑25Zr中间合金、Mg‑25Y中间合金作为原料。使用角磨机对原料表面进行切割和抛光，使原料表面出现金属光泽，且没有氧化物和铁锈等污染物，得到处理后原料。
[0048] 按照合金的组成称取处理后原料，形成熔炼原料。将熔炼原料置于熔炼炉中，向熔炼炉中通入体积比为1:40的SF6和N2作为保护气体，在720℃下进行熔炼，至熔炼原料全部熔化；然后在750℃下且在搅拌的条件下，继续熔炼2h，得到熔炼产物。将熔炼产物静置30min后，撇去表面的浮渣，得到合金熔体。
[0049] 待合金熔体为730℃时，将合金熔体采用重力浇铸的方式铸造，得到铸态合金。在浇铸前将浇铸模具加热至200℃。
[0050] 将铸态合金置于时效炉内进行固溶处理，然后水冷至25℃，得到Mg‑Y‑Zn系合金。
[0051] Mg‑Y‑Zn系合金由9wt％Y、1.8wt％Zn、1.2wt％Gd、0.4wt％Zr、0.3wt％Ca和余量的Mg组成。
[0052] 固溶温度及固溶时间如表1所示，所得Mg‑Y‑Zn系合金的力学性能如表1所示。
[0053] 表1
[0054]
[0055] 比较例2～3
[0056] 除Mg‑Y‑Zn系合金的元素组成如表2所示外，其余同实施例1。Mg‑Y‑Zn系合金的力学性能如表2所示。
[0057] 表2
[0058]
[0059]
[0060] 由实施例1‑2和比较例1可知，固溶温度和固溶时间对合金的力学性能具有重要的影响。固溶处理后，在晶界处和晶界内会析出LPSO相，提高合金的力学性能。温度过低无法达到良好的固溶效果，合金的力学性能较低。温度和时间提高，会出现过固溶的现象，使得LPSO相的含量降低，降低合金的力学性能。
[0061] 由实施例1和比较例2‑3可知，本发明的合金的组成对于合金的力学性能具有重要的影响，适当比例的Gd、Zr和Ca能够改善合金的力学性能。
[0062] 本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。
