一种Mg-Y-La合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种Mg‑Y‑La合金及其制备方法，属于高强度镁合金制备技术领域。本发明专利技术提供的Mg‑Y‑La合金的化学组成按质量百分比计包括：Y6.5～13.5wt.％、La 0.45～0.75wt.％、Al2Y 1.35～6.06wt.％、TiB20.15～1.05wt.％和余量的Mg。本发明专利技术中Al2Y与TiB2作为α‑Mg异质形核位点细化组织；同时还能够有效钉扎晶界，阻碍动态再结晶的长大和粗化；另外，还能够积累更多的位错，促进合金动态再结晶，实现超细晶；Y会沿合金晶界析出，形成大量富Y相，起到第二相强化作用；La与Mg会形成Mg12La颗粒，起到第二相强化的作用，从而提高力学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高强度镁合金制备，具体涉及一种mg-y-la合金及其制备方法。

技术介绍

1、镁合金具有密度低、比强度高、阻尼减震性能优良等优点，在汽车、国防科工、航空航天和电子等领域具有巨大的应用潜力。然而，轻质镁合金室温力学性能较差。研究表明，超细晶镁合金具有高的强度，可以满足高精尖领域对高性能镁合金的需求。内生与外加多尺度颗粒可以显著提升镁合金力学性能的同时保证了材料具有低的密度。在变形工艺方面，旋锻处理可以通过产生径向压力和热作用，有利于镁合金材料内部实现动态再结晶进而细化晶粒。然而，镁合金为密排六方晶体结构，塑性加工性能差，通过旋锻工艺直接形成超细晶镁合金困难。因此，如何有效的引入合适种类、尺寸和形貌的第二相，使其在旋锻过程中积累更多位错提高动态再结晶效率并实现超细晶镁合金，从而提高力学性能成为本领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种mg-y-la合金及其制备方法。本专利技术提供的mg-y-la合金具备优异的力学性能。

2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：

3、本专利技术提供了一种mg-y-la合金，化学组成按质量百分比计包括：y6.5～13.5wt.％、la 0.45～0.75wt.％、al2y 1.35～6.06wt.％、tib20.15～1.05wt.％和余量的mg。

4、优选地，所述化学组成按质量百分比计包括：y7～12wt.％、la 0.5～0.7wt.％、al2y 1.85～5.56wt.％、tib20.3～0.9wt.％和余量的mg。

5、本专利技术还提供了上述技术方案所述mg-y-la合金的制备方法，包括以下步骤：

6、(1)将原料依次进行熔炼和浇铸，得到铸锭；

7、(2)将所述步骤(1)得到的铸锭进行均匀化处理，得到坯锭；

8、(3)将所述步骤(2)得到的坯锭进行热挤压，得到挤压棒材；

9、(4)将所述步骤(3)得到的挤压棒材进行旋锻变形，得到mg-y-la合金。

10、优选地，所述步骤(1)中原料包括镁、镁钇中间合金、镁镧中间合金和tib2-al中间合金。

11、优选地，所述tib2-al中间合金中tib2与al的质量比为(20～40)：(60～80)。

12、优选地，所述步骤(1)中熔炼的温度为700～750℃。

13、优选地，所述步骤(1)中浇铸的温度为700～710℃。

14、优选地，所述步骤(2)中均匀化处理的保温温度为480～520℃，均匀化处理的保温时间为10～14h。

15、优选地，所述步骤(3)中热挤压的温度为420～480℃，热挤压的挤压比为(16～20)：1。

16、优选地，所述步骤(4)中旋锻变形的进料速度为2～7mm/min，旋锻变形的单道次变形量为1.99～2.18％。

17、本专利技术提供了一种mg-y-la合金，化学组成按质量百分比计包括：y6.5～13.5wt.％、la 0.45～0.75wt.％、al2y 1.35～6.06wt.％、tib20.15～1.05wt.％和余量的mg。本专利技术中al2y与tib2作为α-mg异质形核位点细化镁合金组织；同时还能够有效钉扎晶界，阻碍动态再结晶的长大和粗化，另外，还能够积累更多的位错，促进合金动态再结晶，实现超细晶；y会沿合金晶界析出，形成大量富y相，起到第二相强化作用；la与mg会形成mg12la颗粒，起到第二相强化的作用，从而提高mg-y-la合金的力学性能。实验结果表明，本专利技术提供的mg-y-la合金在室温下的屈服强度为391～412mpa，抗拉强度为400～421mpa，断裂应力为2.4～2.6％。

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【技术保护点】

1.一种Mg-Y-La合金，化学组成按质量百分比计包括：Y 6.5～13.5wt.％、La 0.45～0.75wt.％、Al2Y 1.35～6.06wt.％、TiB20.15～1.05wt.％和余量的Mg。

2.根据权利要求1所述的Mg-Y-La合金，其特征在于，所述化学组成按质量百分比计包括：Y 7～12wt.％、La 0.5～0.7wt.％、Al2Y 1.85～5.56wt.％、TiB20.3～0.9wt.％和余量的Mg。

3.权利要求1或2所述Mg-Y-La合金的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中原料包括镁、镁钇中间合金、镁镧中间合金和TiB2-Al中间合金。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述TiB2-Al中间合金中TiB2与Al的质量比为(20～40)：(60～80)。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中熔炼的温度为700～750℃。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中浇铸的温度为700～710℃。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中均匀化处理的保温温度为480～520℃，均匀化处理的保温时间为10～14h。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中热挤压的温度为420～480℃，热挤压的挤压比为(16～20)：1。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中旋锻变形的进料速度为2～7mm/min，旋锻变形的单道次变形量为1.99～2.18％。

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【技术特征摘要】

1.一种mg-y-la合金，化学组成按质量百分比计包括：y 6.5～13.5wt.％、la 0.45～0.75wt.％、al2y 1.35～6.06wt.％、tib20.15～1.05wt.％和余量的mg。

2.根据权利要求1所述的mg-y-la合金，其特征在于，所述化学组成按质量百分比计包括：y 7～12wt.％、la 0.5～0.7wt.％、al2y 1.85～5.56wt.％、tib20.3～0.9wt.％和余量的mg。

3.权利要求1或2所述mg-y-la合金的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中原料包括镁、镁钇中间合金、镁镧中间合金和tib2-al中间合金。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述tib2-al...

【专利技术属性】
技术研发人员：高瑜阳，张昆，张昂，蒋斌，董志华，黎田，何维均，杨艳，宋江凤，白生文，邹勤，潘复生，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：