一种高强适焊性微合金化AZ91镁合金及制备方法，在合金中添加Ca、Y对AZ91镁合金进行微合金化，其制备方法包括下述步骤：按设计的镁合金组分配比，分别取Mg、Al、Zn的纯金属、单质Si以及Mg-Ca、Mg-Y中间合金，以RJ-2熔剂作为覆盖剂和精炼剂进行熔炼，在保护气氛下浇铸；得到铸锭最后，将铸锭进行均匀化处理后进行道一次变形量为75-80％，变形速率为9.0-1-9.2-1热轧变形，得到高强适焊性AZ91镁合金。本发明专利技术工艺方法简单、操作方便，通过微合金化和高应变变形，可以大幅度的提高AZ91镁合金的力学性能和焊接性能；为制备高强适焊性超细晶镁合金薄板，提供了一种切实可行的途径。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种高强适焊性微合金化AZ91镁合金及制备方法，在合金中添加Ca、Y对AZ91镁合金进行微合金化，其制备方法包括下述步骤：按设计的镁合金组分配比，分别取Mg、Al、Zn的纯金属、单质Si以及Mg-Ca、Mg-Y中间合金，以RJ-2熔剂作为覆盖剂和精炼剂进行熔炼，在保护气氛下浇铸；得到铸锭最后，将铸锭进行均匀化处理后进行道一次变形量为75-80％，变形速率为9.0-1-9.2-1热轧变形，得到高强适焊性AZ91镁合金。本专利技术工艺方法简单、操作方便，通过微合金化和高应变变形，可以大幅度的提高AZ91镁合金的力学性能和焊接性能；为制备高强适焊性超细晶镁合金薄板，提供了一种切实可行的途径。【专利说明】一种高强适焊性微合金化AZ91镁合金及制备方法
本专利技术涉及一种高强适焊性镁合金及制备方法，特别是指一种高强适焊性微合金 化AZ91镁合金及制备方法，属于镁合金制备
。
技术介绍
AZ91 镁合金的质量百分组成是 A18. 3-9. 3, ZnO. 35-1. 0, Μη0· 15-0· 50, SK0. 01， Cu<0.03, Ni<0.002, Fe<0.005,余量为Mg;其应用范围非常广泛，但其焊接性能较低，由于 AZ91镁合金含有大量的低熔点的第二相0-Mg17Al12，在焊接的过程中，容易产生液化裂纹， 通过改进焊接工艺的措施已经无法避免该裂纹的产生。业内通常通过改善材料成分的方式 提高A1Z91系镁合金的焊接性能，但AZ91镁合金本身合金含量高，进一步添加合金元素反 而会降低材料的力学性能，若添加过量的稀土元素则无法固溶到基体中，所以通过单纯的 添加合金元素和稀土元素来提高AZ91镁合金的力学性能具有一定的瓶颈和局限性。因此， 如何有效提高AZ91镁合金的力学性能和焊接性能，成为业内迫切希望解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足而提供一种组分配比合理、工艺方法简 单、操作方便的高强适焊性微合金化AZ91镁合金的制备方法，本专利技术通过微合金化和高应 变变形，可以大幅度的提高AZ91镁合金的力学性能和焊接性能。 本专利技术一种高强适焊性微合金化AZ91镁合金，包括下述组分，按质量百分比组 成： A1 8. 3-9. 3， Zn 0. 35-1. 0, Μη 0. 15-0. 50, Si 0.01-0.1, Ca 0. 1-0. 3, Υ〇· 3-0. 5,余量为Mg，杂质总量彡0· 04 ;优选的：Ca含量为0. 15-0. 25, Y含量为 0. 35-0· 45 ;更优选：Ca 含量为 0· 18-0. 22, Υ 含量为 0. 38-0. 42。 本专利技术一种高强适焊性微合金化AZ91镁合金的制备方法，包括下述步骤： 第一步：熔铸 按设计的镁合金组分配比，分别取Mg、Al、Zn的纯金属、单质Si以及Mg-Ca、Mg-Y 中间合金，以RJ-2熔剂作为覆盖剂和精炼剂，先将纯Mg熔化，然后依次将纯A1、纯Zn、单质 Si、Mg-Ca、Mg-Y中间合金加入Mg熔体中熔化后，在S02保护气氛下浇铸；得到铸锭；所述 RJ_2熔剂为连云港市竞生新材料有限公司生产，产品型号为rj-2 ; 第二步：热乳变形 将第二步得到的铸锭进行均匀化处理后加热至415? -420°c均温，进行一道次热 乳变形，得到高强适焊性AZ91镁合金。 本专利技术一种高强适焊性微合金化AZ91镁合金的制备方法，合金熔化温度为 750°C _780°C。 本专利技术一种高强适焊性微合金化AZ91镁合金的制备方法，所述均匀化处理是将 铸锭加热至415°C -420?，保温20h-24h后，出炉空冷至室温；加热时，为防止剧烈氧化，需 在铸锭上覆盖细沙。 本专利技术一种高强适焊性微合金化AZ91镁合金的制备方法,所述热轧变形的变形 量为75-80%,变形速率为9. (^-9. 2' 本专利技术一种高强适焊性微合金化AZ91镁合金的制备方法，所述热乳变形在乳机 上进行，乳辊规格为Φ 360X600，乳辊转速为430mm · s' 本专利技术一种高强适焊性微合金化AZ91镁合金的制备方法，纯Mg中Mg的质量 百分含量> 99.9%,纯A1中A1的质量百分含量多99.5%,纯Zn中Zn的质量百分含量 彡 99. 9%。 本专利技术由于采用上述工艺方法，在AZ91镁合金中添加合金元素和稀土元素的基 础上，对板材进行高应变乳制，当向AZ91镁合金中添加（0.2% % Ca+0. 4% % Y)后，铸态合 金的晶粒由120 μ m左右降为100 μ m左右，经过高应变乳制后，（AZ91-0. 2% Ca-0. 4% Y) 镁合金晶粒尺寸由100 μ m左右变为6 μ m左右；可以大幅度的提高AZ91镁合金的力学性能 和焊接性能。其机理简述于下： 在AZ91镁合金中添加 Ca和Y后，组织中第二相尺寸明显变细，组织更为细小，力口 入Ca和Y后，组织中灰色条状的离异共晶β-Mg17Al12相明显减少，第二相的体积分数明显 增多，同时形成了亮白色的Al 2Ca相，机体中形成了细小块状的A12Y相，这些第二相使得离 异共晶i3-Mg17Al 12相由粗大状变成网状形式，g卩加入Ca和Y后，一方面使的0_1^一112相 的数量减少，另一方面使的合金晶粒尺寸减少。添加 Ca元素以后，生成的Al2Ca相，均匀化 固溶处理后，基本上固溶到基体中，可以大幅度提高合金的抗拉强度；添加 Y合金以后，生 成八12￥相，均匀化固溶处理后，在晶内和晶界上仍然存在，这样，一方面可以细化晶粒，提高 合金的抗拉强度，但另一方面，也割裂了合金基体，使抗拉强度有所降低。本专利技术采用同时 添加 Ca和Y，两者的复合协调作用，可以有效的提高合金的抗拉强度。特别是随后进行的大 变形量的高速应变，可以有效细化晶粒，进一步提高材料的力学性能焊接性能。单纯的添加 合金元素和热轧变形可以细化晶粒，调控第二相的析出和分布，但是过多的添加合金元素， 会使得镁合金在焊接凝固过程中，增大凝固区间，增大焊缝区焊接裂纹的出现，降低镁合金 材料的焊接性能。单纯的添加稀土元素，也可以细化晶粒，但是由于稀土元素在镁合金中的 溶解度很低，过多的添加稀土元素反而会降低材料的性能，所以复合添加稀土元素和合金 元素，既可以细化晶粒，又可以控制焊接的凝固区间，减少焊缝区的焊接裂纹，提高焊接接 头的质量。高应变札制可以可以进一步细化晶粒，提高焊接母材的质量和力学性能。 结果表明，在AZ91镁合金中复合添加0.2% Ca和0.4% Y,通过固溶处理和高应 变速率轧制技术（由10mm直接轧制为2mm)，制备高强适焊性超细晶镁合金薄板。〇· 2% Ca 和0· 4% Y的添加，可以有效的细化晶粒，可以减少板材的焊接凝固区间；固溶可以有效的 使第二相Α12γ和Al 2Ca固溶到基体之中，高应变速率乳制可以细化晶粒，提高母材的力学性 能。通过上述研究，本专利技术可以制备出高强适焊性超细晶镁合金薄板。 综上所述，本专利技术工艺方法简单、操作方便，通过微合金化和高应变变形，可以大 幅度的提高AZ91镁合金的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强适焊性微合金化AZ91镁合金，包括下述组分，按质量百分比组成： Al 8.3‑9.3, Zn 0.35‑1.0, Mn 0.15‑0.50, Si 0.01‑0.1， Ca 0.1‑0.3, Y 0.3‑0.5,余量为Mg，杂质总量≤0.04。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沈言锦，严红革，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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