[发明专利]一种挤压态镁钇合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种挤压态镁钇合金及其制备方法，包括以下步骤：(1)将原料镁和钇在保护气体氛围下进行熔化处理，获得钇含量为6.53‑11.4％重量百分比的铸坯；(2)将铸坯置于400‑500℃下均化处理2h，获得均匀化的坯料；(3)将坯料进行挤压处理，即得挤压态镁钇合金。本发明优点在于：通过控制较高的预均匀化程度、合适的钇含量，实现了挤压态镁钇合金的短时间制备，有效降低了制备过程的能量损耗，提高了制备效率，并且所制备的挤压态镁钇合金在性能上与传统工艺(较长时间的均匀化)相比无明显差异；另外，本发明通过实验探明了在短时间均匀化前提下，钇元素的溶解以及大量基体织构的产生对挤压态镁钇合金力学性能和耐腐蚀性能的影响。

技术领域

本发明属于镁合金材料技术领域，具体涉及一种挤压态镁钇合金及其制备方法。

背景技术

镁及其合金具有较高的强度/密度比，被认为是汽车和航空航天工业中轻量化研究和应用的关键结构材料。此外，由于镁的弹性模量与人体接近，且具有降解行为，镁及其合金在生物医学上也得到了广泛的应用。

众所周知，合金元素也能有效地提高基体的强度，尤其是在镁合金中加入稀土元素。最近，镁-稀土(稀土元素)基合金因其优异的机械性能而受到更多关注。根据以前的报告，镁钇合金的强度将通过增加基体中的钇量来提高，钇元素添加量较高的镁钇合金需要较长的均化时间和较高的均化温度才能达到良好的均化效果。然而，相对较长时间的均匀化增加了能量消耗并降低了变形合金的制备效率，但是激活了晶界的移动以减弱晶界强化效果。因此，有必要利用短时间内的均匀化来研究固溶强化和沉淀硬化对镁稀土合金力学性能的共同影响。

另外，相对电负性较低的稀土元素容易形成活性第二相，降低它们与镁基体之间的电位差，延缓微电偶腐蚀的发生。含有稀土的第二相在提高基体的抗腐蚀性方面起着重要作用，它作为分离晶粒的屏障，延缓晶粒间腐蚀的发展。然而，由于第二相对腐蚀性能的双重影响，合金元素与均匀化之间存在竞争行为。因此，为了获得具有优异的机械和腐蚀性能的镁-稀土合金，需要揭示来自沉淀和均化的集体和竞争效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种挤压态镁钇合金及其制备方法，其解决了现有工艺中由于采用长时间均匀化过程而带来的能量消耗大以及制备效率低的问题，同时揭示了预均匀化程度和钇含量对挤压态镁钇合金力学性能和耐腐蚀性能的影响。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种挤压态镁钇合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将原料镁和钇在保护气体氛围下进行熔化处理，获得钇含量为 6.53-11.4％重量百分比的铸坯；

(2)将铸坯置于400-500℃下均化处理2h，获得均匀化的坯料；

(3)将坯料进行挤压处理，即得挤压态镁钇合金。

进一步改进在于，所述铸坯中钇含量为11.4％重量百分比，所述均化处理的温度为450℃，在该参数下，所得到挤压态镁钇合金的综合力学性能达到最优，包括拉伸、压缩屈服强度、塑性等。

进一步改进在于，所述铸坯中钇含量为6.53％重量百分比，所述均化处理的温度为500℃，在该参数下，所得到挤压态镁钇合金的耐腐蚀性能达到最优。

进一步改进在于，所述挤压处理具体操作为在400℃下以25的挤压比将均匀化的坯料挤压成设定规格的挤压棒。

进一步改进在于，所述原料镁和钇指的是99.9％纯Mg和Mg-40Y。

进一步改进在于，所述保护气体为99％体积百分比的CO₂与1％体积百分比的SF₆组成的混合保护气体。

本发明还提供了一种由上述方法制备得到的挤压态镁钇合金。

本发明的有益效果在于：