[发明专利]一种低成本的高性能耐热变形镁合金材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种低成本的高性能耐热变形镁合金材料及其制备方法，其化学成分重量百分比为：Zn：4.0～9.0％，Sn：0.5～8％，Cu:0.1～5％，Mn：0.5～2％，其余为镁以及不可避免的杂质。本发明解决了现有高强度耐热变形镁合金材料使用稀土元素和高价格合金元素、大塑性变形(快速凝固、粉末冶金等)等复杂工艺成本过高等问题，本发明通过合理调配合金元素成分，采用常规熔炼铸造工艺，通过常规塑性成形及成形后选择合理的热处理工艺条件即可获得优异的力学性能，其性能明显优于高强度ZK60变形镁合金。本发明变形镁合金材料具有低成本、高性能、非稀土且具有优异的高温和室温性能等特点，具有极大的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种金属材料，属于有色金属中镁合金生产领域，特别涉及一种高性能耐热变形镁合金材料。

背景技术

镁合金作为最轻的金属结构材料，具有高比强度、高比刚度、高阻尼减振、导热导电和电磁屏蔽性能优良等优点，已成为节约型社会的一个重要研究方向。镁合金分为铸造镁合金和变形镁合金，目前应用的镁合金产品以铸造镁合金为主。但是，镁合金铸造产品存在缺陷多、力学性能较低，可靠性差等缺点，限制了其应用范围。与铸造镁合金相比，变形镁合金具有优良的综合性能，更高的强度和塑韧性，更适合于制作大型结构件和满足结构多样化的要求，具有更广阔的应用前景。一定程度上来说，变形镁合金的发展与应用程度反映和代表了镁合金的研究与应用水平。目前的变形镁合金(AZ系和ZK系等)虽然塑性较好，但是综合性能还是较低，很难满足航空、航天、兵器和民用轿车领域对高性能、高耐热性镁合金的需求。

为了提高变形镁合金的强韧性和耐热性，科研工作者开展了大量研究，开发了一系列高强耐热变形镁合金新材料，目前主要集中在Mg-Zn-RE、Mg-Gd-Y-Zn-Zr 等几个稀土合金体系方面。但是这些新开发的合金体系普遍存在原材料成本、制备加工及塑性变形等成本高等实际问题的制约，大大限制了应用范围。因此，研究发明新型的低成本高性能耐热变形镁合金材料具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，有效提高材料的室温和高温机械性能，本发明开发了一种低成本的高性能耐热变形镁合金新材料，所述镁合金材料通过挤压或轧制或锻造及变形后选择合理热处理工艺条件获得高性能。

本发明一种低成本的高性能耐热变形镁合金材料，所述低成本的高性能耐热变形镁合金材料由Mg、Zn、Sn、Cu和Mn组成，其各组份质量百分含量为：Zn： 4.0～9.0％，Sn：0.5～8％，Cu:0.1～5％，Mn：0.5～2％，其余为不可避免杂质和镁。

作为优选方案，本发明一种低成本的高性能耐热变形镁合金材料，低成本的高性能耐热变形镁合金材料由Mg、Zn、Sn、Cu和Mn组成，其各组份质量百分含量为：Zn：6.5％，Sn：1～6％，Cu:0.5～1.5％，Mn：0.75～1.0％，其余为不可避免杂质和镁。

作为进一步的优选方案，本发明一种低成本的高性能耐热变形镁合金材料由 Mg、Zn、Sn、Cu和Mn组成，其各组份质量百分含量为：Zn：6.5％，Sn：4～6％， Cu:0.5～1.0％，Mn：0.75～1.0％，其余为不可避免杂质和镁。

作为更进一步的优选方案之一，本发明一种低成本的高性能耐热变形镁合金材料由Mg、Zn、Sn、Cu和Mn组成，其各组份质量百分含量为：Zn：6.5％，Sn： 4.0％，Cu:0.5％，Mn：1.0％；不可避免杂质≤0.15％；其余为镁。

作为更进一步的优选方案之一，本发明一种低成本的高性能耐热变形镁合金材料由Mg、Zn、Sn、Cu和Mn组成，其各组份质量百分含量为：Zn：6.5％，Sn： 4.0％，Cu:1％，Mn：0.75％；不可避免杂质≤0.15％；其余为镁。