一種添加微量Mn和Sb的Mg-5%Cu合金及其制備工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種添加微量Mn和訊的Mg-5%Cu合金及其制備工藝。
【背景技術】
[0002] 鎮合金板材是航空、航天工業不可缺少的材料。航空材料減重帶來的經濟效益和 性能改善十分顯著，商用飛機與汽車減重相同質量帶來燃油費用節省，前者是后者的近100 倍，而戰斗機的燃油費節省又是商用飛機的近10倍，更重要的是其機動性能改善可W極大 提高其戰斗力和生存能力。正因為如此，航空工業才會采取各種措施增加鎮合金應用。現 在飛機所用的鉛材料約占飛機總重量的85%，高強度、耐腐蝕的鎮合金板比鉛板性能更好， 在飛機上應用更有優勢。
[0003] 鎮合金是減輕武器裝備質量，實現武器裝備輕量化，提高武器裝備各項戰術性能 的理想結構材料。軍工上應用，如直升機、開擊機都要大量使用；坦克、裝甲車、軍用吉普車、 槍械武器等等，可使單兵綜合作戰系統降到6. 37Kg。用鎮板制造子彈殼、炮彈殼，使單兵子 彈負載增加一倍。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是：提供一種添加微量Mn和Sb的Mg-5%Cu合金及其制 備工藝，W獲得性優異的Mg-5%Cu合金，W滿足其在各領域的應用要求。
[0005] 本發明的技術方案是；一種添加微量Mn和訊的Mg-5%Cu合金，合金組分質量分 數為；Cu點0,訊；0. 25,Mn;0. 4,其余為Mg。
[0006] 一種添加微量Mn和訊的Mg-5%Cu合金的制備工藝，包含W下步驟；W純Mg、純 化、A12Sb和A12Mn中間合金為原料，采用鑄錠冶金法制備Mg-5%Cu合金，合金鑄錠均勻 化后經熱社、冷社制成厚2. 15mm的薄板，總變形量達到92%，后經退火即可。
[0007] 本發明的有益效果： (1) 在Mg-5%Cu合金單獨添加和復合添加微量訊、Mn消除了合金枝晶組織，但晶粒 細化效果不明顯； (2) 單獨添加和復合添加微量訊、Mn都明顯提高了Mg-5%Cu合金的強度，復合添加 比單獨添加的強化作用更顯著； (3) 單獨添加和復合添加微量訊、Mn都抑制Mg-5%Cu合金退火過程中的再結晶，復 合添加比單獨添加的抑制再結晶效果更強烈。
【附圖說明】
[000引圖1為（a)為A試樣，（b)為C試樣，（C)為D試樣的金相圖。
【具體實施方式】
[000引W純Mg、純化、A12訊和A12Mn中間合金為原料，采用鑄錠冶金法制備4種 Mg-5%Cu合金（其成分見表1)。合金鑄錠均勻化后經熱社、冷社制成厚2. 15mm的薄板， 總變形量達到92%。然后沿社向截取拉伸試樣，試樣經退火后在CSS244100電子萬能材料 實驗機上進行拉伸試驗。金相樣品經氣測酸水溶液電解拋光復膜后，在POLYVER2MET光 學顯微鏡下用偏光觀察。透射電鏡樣品經機械減薄后雙噴穿孔而成，電解液為30 %硝酸 甲醇溶液，溫度為-20 °C,顯微組織觀察在冊00透射電鏡上進行。
[0010] 表1合金的名義化學成分(質量百分數，％)
圖1為4種合金金相組織。由圖中可W看出，單獨加入0. 25 %訊后基本上消除了 合金中的枝晶組織（圖1化）），0. 25 %訊和0. 4 %Mn復合添加也消除了合金中的枝晶 組織（圖1(C))，但4種合金中的晶粒大小都沒有明顯的變化。因為微量訊與Mn加 入到A125Mg合金中，受正常凝固條件下擴散動力學條件所限，在合金凝固過程中，訊與 Mn元素將聚集在固液界面前沿，引起溶質原子的再分配，從而增大了合金凝固過程中的 成分過冷，使分枝過程加劇，致使枝晶網胞變細。而在實際的非平衡凝固中，大部分的 訊與Mn固溶在基體a(A1)中形成非平衡態的過飽和固溶體，很少或沒有析出初生Mn、 訊與鉛的金屬間化合物彌散質點作為形核中必，因而對合金鑄態晶粒細化效果不明顯。
[0011] 4種合金在130°C/化退火態下的拉伸性能見表1。由表2可知：在Mg-5%Cu 合金中添加微量Mn和Sb均能提高其抗拉強度和屈服強度，其抗拉強度提高了 19~ 67MPa，屈服強度提高了 25~64MPa;其中復合添加微量Mn和訊比單獨添加Mn或訊 的強化作用更顯著，且延伸率保持在可接受的范圍。其強化作用在于添加微量Mn和Sb在 合金中析出Mn、Sb與鉛的金屬間化合物彌散質點抑制再結晶，穩定亞結構，起亞結構強 化作用。此外送些質點在變形過程中強烈地釘扎位錯，本身對鉛合金具有強烈的析出強化 作用。
[0012] 表2 研究用合金的力學性能
【主權項】
1. 一種添加微量Mn和Sb的Mg-5%Cu合金，其特征在于：合金組分質量分數為：Cu: 5. 0,Sb:0? 25,Mn:0? 4,其余為Mg。2. 如權利要求1所述的一種添加微量Mn和Sb的Mg-5%Cu合金的制備工藝，其特征在 于：包含以下步驟：以純Mg、純Cu、A12Sb和A12Mn中間合金為原料，采用鑄錠冶金法制 備Mg-5%Cu合金，合金鑄錠均勻化后經熱軋、冷軋制成厚2. 15mm的薄板，總變形量達到 92%，后經退火即可。
【專利摘要】本發明公開了一種添加微量Mn和Sb的Mg-5%Cu合金，其特征在于：合金組分質量分數為：Cu：5.0，Sb：0.25，Mn：0.4，其余為Mg。其制備工藝，包含以下步驟：以純Mg、純Cu、Al2Sb和Al2Mn中間合金為原料,采用鑄錠冶金法制備Mg-5%Cu合金，合金鑄錠均勻化后經熱軋、冷軋制成厚2.15mm的薄板,總變形量達到92%，后經退火即可。
【IPC分類】C22C23/00, C22F1/06, C22C1/03
【公開號】CN105200290
【申請號】CN201410296441
【發明人】朱麗蘭
【申請人】朱麗蘭
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2014年6月27日