【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于镁基合金领域，具体涉及一种耐热耐腐蚀镁合金及其制备方法。
技术介绍
1、镁合金作为最轻的金属结构材料，具有高比强度、抗振动性能、阻尼性能和电磁屏蔽性能等优点，广泛应用于航空航天、交通运输、医疗器械、电子通信等领域。尽管镁合金材料拥有优越的、独特的性能，但是镁化学性质活泼，镁合金强度和抗蠕变能力会随着温度的升高逐渐降低；同时，镁合金室温下独立滑移系个数有限，因而表现出较差的成形性、塑性和耐腐蚀性，极大的限制了其在汽车、航空航天、电子、建筑、制造业上的应用。
2、为了进一步拓宽镁合金的应用领域，需要对镁合金的耐高温性能、耐腐蚀性能进行改善，从而满足镁合金在高温、腐蚀环境下长时间稳定服役的要求。授权公告日为2022年04月19日、授权公告号为cn 111575564 b的中国专利技术专利公开了一种耐热稀土镁合金，成分组成为：gd 4.5～7％，ce 0.5～1.0％，zr 0.1～0.5％，sb 0.2～3％，al 2～4％，mn 0.3～0.6％，杂质小于0.02％，余量为镁。其是从合金成分、细化变质处理及热强化等方面提高镁合金的高温强度、塑性及抗蠕变性等，其室温抗拉强度达到303～313mpa，300℃下的抗拉强度达到259～268mpa，300℃/50mpa下的蠕变应变量为0.31～0.37％。该镁合金可应用于发动机活塞等高温场合。
3、上述镁合金虽有良好的高温抗蠕变性，但高温抗拉强度仍有待进一步提升；同时，镁合金的耐腐蚀性能也是影响其服役表现的重要性能之一，开发同时兼具耐高温(包括高温抗拉
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种耐热耐腐蚀镁合金，解决现有镁合金的高温抗拉强度、耐腐蚀性有待进一步提高的问题。
2、本专利技术的第二个目的是提供上述耐热耐腐蚀镁合金的制备方法，以解决上述问题。
3、为了实现上述第一个目的，本专利技术所采用的技术方案是：
4、一种耐热耐腐蚀镁合金，由以下质量百分比的组分组成：yb 2.6％～4.6％，al0.85％～1.65％，sb 0.8％～1.6％，si 0.2％～1％，其余为mg和不可避免的杂质元素。
5、本专利技术属于开拓性专利技术，采用了重稀土元素镱(yb)作为主加元素，第三主族元素铝、类金属元素锑、非金属元素硅为副加元素。yb、al、sb、si的复合添加充分发挥了各元素的作用。yb元素500℃时在镁中的固溶度为3.3wt.％，且随温度的降低而显著减小，因此添加量达到2.6wt.％～4.6wt.％的yb在镁中具有良好的固溶强化和时效强化效果；同时，yb元素还具有良好的细化效果，可细化晶粒并形成致密的纳米析出相，从而显著提高合金的室温和高温强度。除此之外yb元素还具有除杂质、净化熔体、改善铸造性能等作用。yb和al具有显著减小层错能的作用，能够明显改善镁合金塑性，另外，al能使mg基面上的电荷发生转移，mg-al间形成强共价键，有效的强化镁基体，进而提高抗拉强度；同时al元素的存在，在腐蚀环境下，可在合金表面形成一种致密的保护膜，阻碍腐蚀介质的进入，提高合金的耐腐蚀性能。sb、si具有价格低、用量少、加入工艺简便等优点，可以变质合金铸态组织，生成强化相mg3sb2和mg2si，起到全方位增强镁合金的合金化作用。
6、上述耐热耐腐蚀镁合金，充分利用了yb、al、sb、si与mg元素的交互作用，所制备的最佳成分合金，经固溶和时效处理后，合金在300℃的最大抗拉强度、屈服强度、伸长率均不低于322mpa、297mpa、6.62％，在275℃/110mpa，100h的蠕变应变量仅有0.27％，稳态蠕变速率仅有3.09×10-9s-1，在3.5％nacl溶液中的腐蚀速率不高于5.92mg·cm-2·h-1。
7、综合来看，该耐热耐腐蚀镁合金可在高温、腐蚀环境下长时间稳定服役，解决了现有镁合金耐热性能不高、抗蠕变性能低、不耐腐蚀的技术难题。
8、优选地，上述耐热耐腐蚀镁合金由以下质量百分比的组分组成：yb 3.6％～4.6％，al1.25％～1.65％，sb 1.2％～1.6％，si 0.6％～1％，其余为mg和不可避免的杂质元素。进一步优选地，所述不可避免的杂质元素的质量含量不超过0.02％。
9、为了实现上述第二个目的，本专利技术所采用的技术方案是：
10、上述耐热耐腐蚀镁合金的制备方法，包括以下步骤：按配比取原料熔炼、浇注，得到合金铸锭；对所述合金铸锭进行固溶处理和时效处理。
11、本专利技术的耐热耐腐蚀镁合金的制备方法，与现有技术相比，制备工艺简单，易于操作、生产成本较低；所得镁合金具有优异室温和高温力学性能，以及耐腐蚀性能，适合大范围推广应用。
12、优选地，所述固溶处理的温度为480～500℃，时间为10～20h，先使用95～100℃的热水淬火，再空冷至室温。
13、进一步优选地，所述时效处理的温度为180～200℃，时间为20～40h，空冷至室温。
14、优选地，所述原料熔炼包括取纯mg、mg-yb中间合金熔融，然后升温至770～790℃，加入mg-si中间合金保温，降温至750～770℃，加入纯al、纯sb保温，得到合金熔液。
15、进一步优选地，加入mg-si中间合金后的保温时间为10～20min；加入纯al、纯sb后的保温时间为5～15min。
16、进一步优选地，所述mg-yb中间合金中yb的质量含量为15～20％；所述mg-si中间合金中si的质量含量为3～5％。
17、优选地，所述浇注时对所用模具进行预热，所述预热的温度为220～240℃。
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1.一种耐热耐腐蚀镁合金，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：Yb 2.6％～4.6％，Al 0.85％～1.65％，Sb 0.8％～1.6％，Si 0.2％～1％，其余为Mg和不可避免的杂质元素。
2.如权利要求1所述的耐热耐腐蚀镁合金，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：Yb 3.6％～4.6％，Al 1.25％～1.65％，Sb 1.2％～1.6％，Si 0.6％～1％，其余为Mg和不可避免的杂质元素。
3.如权利要求1或2所述的耐热耐腐蚀镁合金，其特征在于，所述不可避免的杂质元素的质量含量不超过0.02％。
4.一种如权利要求1～3中任一项所述的耐热耐腐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配比取原料熔炼、浇注，得到合金铸锭；对所述合金铸锭进行固溶处理和时效处理。
5.如权利要求4所述的耐热耐腐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，所述固溶处理的温度为480～500℃，时间为10～20h，先使用95～100℃的热水淬火，再空冷至室温。
6.如权利要求5所述的耐热耐腐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，所述
7.如权利要求4所述的耐热耐腐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，所述原料熔炼包括取纯Mg、Mg-Yb中间合金熔融，然后升温至770～790℃，加入Mg-Si中间合金保温，降温至750～770℃，加入纯Al、纯Sb保温，得到合金熔液。
8.如权利要求7所述的耐热耐腐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，加入Mg-Si中间合金后的保温时间为10～20min；加入纯Al、纯Sb后的保温时间为5～15min。
9.如权利要求7所述的耐热耐腐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，所述Mg-Yb中间合金中Yb的质量含量为15～20％；所述Mg-Si中间合金中Si的质量含量为3～5％。
10.如权利要求4所述的耐热耐腐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，所述浇注时对所用模具进行预热，所述预热的温度为220～240℃。
...【技术特征摘要】
1.一种耐热耐腐蚀镁合金，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：yb 2.6％～4.6％，al 0.85％～1.65％，sb 0.8％～1.6％，si 0.2％～1％，其余为mg和不可避免的杂质元素。
2.如权利要求1所述的耐热耐腐蚀镁合金，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：yb 3.6％～4.6％，al 1.25％～1.65％，sb 1.2％～1.6％，si 0.6％～1％，其余为mg和不可避免的杂质元素。
3.如权利要求1或2所述的耐热耐腐蚀镁合金，其特征在于，所述不可避免的杂质元素的质量含量不超过0.02％。
4.一种如权利要求1～3中任一项所述的耐热耐腐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配比取原料熔炼、浇注，得到合金铸锭；对所述合金铸锭进行固溶处理和时效处理。
5.如权利要求4所述的耐热耐腐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，所述固溶处理的温度为480～500℃，时间为10～20h，先使用95～100℃的热水淬火，再...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓亚，李全安，王东振，吴铮，朱利敏，陈君，张铭磊，谢家琦，王凌霄，姚康，张娜娜，陈培军，张华乐，王毅，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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