一种耐热稀土镁合金及其不均匀壁厚铸件的热处理工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105624504A(43)申请公布日2016.06.01(21)申请号201610074516.X(22)申请日2016.02.03(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人李慧中姚三成梁霄鹏吕凤赵俊刚(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所43114代理人颜勇(51)Int.Cl.C22C23/06(2006.01)C22F1/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种耐热稀土镁合金及其不均匀壁厚铸件的热处理工艺(57)摘要一种耐热稀土镁合金及其不均匀壁厚铸件的热处理工艺，所述镁合金包括下述组分组成：Y，Nd，Ag，Zr，Gd，其余为Mg及不可去除的杂质元素。其热处理工艺是将不均匀壁厚的复杂结构耐热稀土镁合金铸件加热至530～540℃，保温固溶后，以≥90℃/min的速度冷却至室温，然后，加热至220～230℃，保温进行人工时效后，出炉空冷。本发明组分配比合理、工艺简单、操作方便，实施只需常规的热处理设备，流程简单易行、安全可靠，适用于处理形状复杂，壁厚存在差异的大尺寸稀土镁合金铸件，为航空、航天用稀土镁合金复杂结构铸件的性能改善，提供了一种可行的方案，满足航空、航天等领域零部件的使用要求，便于工业化生产。CN105624504ACN105624504A权利要求书1/1页1.一种耐热稀土镁合金，包括下述组分，按质量百分比组成：Y3.4～3.8；Nd2.6～3.0；Ag0.5～0.6；Zr0.4～0.5；Gd0.3～0.4，其余为Mg及不可去除的杂质元素。2.一种耐热稀土镁合金不均匀壁厚铸件的热处理工艺，是将耐热稀土镁合金不均匀壁厚铸件加热至530～540℃，保温固溶后，以≥90℃/min的速度冷却至室温，然后，加热至220～230℃，保温进行人工时效后，出炉空冷。3.根据权利要求2所述的一种耐热稀土镁合金不均匀壁厚铸件的热处理工艺，其特征在于：所述耐热稀土镁合金不均匀壁厚铸件中，厚壁与薄壁之间的厚度差≥50mm。4.根据权利要求2所述的一种耐热稀土镁合金不均匀壁厚铸件的热处理工艺，其特征在于：所述固溶加热的升温速度为150～180℃/h；所述固溶保温时间为6～10h。5.根据权利要求4所述的一种耐热稀土镁合金不均匀壁厚铸件的热处理工艺，其特征在于：固溶保温后，铸件在10～30s内进入冷却工序，冷却速度为90～120℃/min。6.根据权利要求5所述的一种耐热稀土镁合金不均匀壁厚铸件的热处理工艺，其特征在于：固溶保温后的冷却工序中，冷却介质为强风。7.根据权利要求2所述的一种耐热稀土镁合金不均匀壁厚铸件的热处理工艺，其特征在于：人工时效保温时间为40～60h。8.根据权利要求7所述的一种耐热稀土镁合金不均匀壁厚铸件的热处理工艺，其特征在于：所述人工时效的升温速度为100～150℃/h。9.根据权利要求2所述的一种耐热稀土镁合金不均匀壁厚铸件的热处理工艺，其特征在于：不均匀壁厚铸件采用低压铸造的方法制备。10.根据权利要求2—9任意一项所述的一种耐热稀土镁合金不均匀壁厚铸件的热处理工艺，其特征在于：处理后的不均匀壁厚铸件的平均晶粒大小为50～80μm；室温屈服强度≥240MPa，抗拉强度≥330MPa，延伸率≥6.0％；200℃屈服强度≥180MPa，抗拉强度≥250MPa，延伸率≥10.0％。2CN105624504A说明书1/5页一种耐热稀土镁合金及其不均匀壁厚铸件的热处理工艺技术领域[0001]本发明属于镁合金材料热处理技术领域，涉及一种耐热稀土镁合金及其不均匀壁厚铸件的热处理工艺，具体涉及Mg–Y–Nd–Ag系稀土镁合金铸件的热处理。背景技术[0002]Mg–Y–Nd系合金作为稀土镁合金的典型代表之一，因稀土元素的多重作用，形成Mg24Y5、Mg2Y、Mg41Nd5以及Mg14Nd2Y等化合物，具备较好的耐热性和较高的强度，被广泛应用于制造航空、航天等领域要求高温服役的结构器件。目前，大尺寸、形状复杂、壁厚存在差异的，航空、航天用稀土镁合金结构件多采用低压铸造成型，但该系合金也因稀土元素种类多、合金相复杂，铸造结晶时易产生偏析，形成大片枝晶组织，这对其性能的充分发挥是不利的。因此，需要通过后续热处理来改善其微观组织结构。研究表明，固溶后再进行人工时效的T6处理可以很好地改善Mg–Y–Nd系铸造合金的显微组织，提高其力学性能。[0003]对Mg–Y–Nd系稀土镁合金的热处理，目前人们积极探索了热处理温度与时间对其组织和性能的影响，并期望寻求一种最佳的温度与时间组合使合金拥有较好的力学性能。然而，采用现有的热处理制度对大型复杂航空、航天用Mg–Y–Nd系稀土镁合金铸件进行