[发明专利]GPa级高压作用下的Mg-Zn-Cu-Zr-(Cr-Ca)合金及制备方法

权利要求书

1.GPa级高压作用下的Mg-Zn-Cu-Zr-(Cr-Ca)合金，其特征在于，该合金的初生晶α-Mg为细小等轴“枝晶团”；“枝晶团”平均尺寸22μm～48μm，单位面积上晶核数目为174～83个；其晶间第二相多呈岛状或颗粒状断续分布在α-Mg枝晶间；该合金中按质量百分比含0.16％Zr、0.15％Cr、0.36％Ca；Zn和Cu元素分别固溶到α-Mg基体中，Zn在α-Mg基体中的固溶度为5.69％～6.23％，Cu在α-Mg基体中的固溶度为0.28％～0.48％；Ca元素在晶粒内形成富“Ca”区；合金室温抗压强度σ_b为409MPa～502MPa，屈服强度σ_0.2为362MPa～460MPa，断后延伸率δ为15.4％～21.0％；硬度为75 HV～108 HV。

2.根据权利要求1所述的GPa级高压作用下的Mg-Zn-Cu-Zr-(Cr-Ca)合金，其特征在于，合金中HCP结构的MgZn₂、Mg₂Ca相以及BCC结构的Cr₂Zr相均为高压凝固过程中α-Mg晶体的有效异质晶核衬底。

3.权利要求1或2所述的GPa级高压作用下的Mg-Zn-Cu-Zr-(Cr-Ca)合金制备方法，包括如下步骤：

步骤一，根据目标合金成分配制原料：Mg锭、Zn锭、Cu-Zn比为7:3的黄铜、Mg-30％Zr中间合金、Mg-30％Ca中间合金和金属Cr；所述各成分的纯度均为99.99％；

步骤二，将步骤一中的原料进行熔炼，熔化温度为740℃～780℃，浇注温度为710℃～760℃，将熔化好的合金液体浇注到预热金属型中制得合金铸锭，将合金铸锭进行均匀化退火后，线切割成高压用试样；

步骤三，将步骤二得到的高压用试样装入石墨组装套中,然后将组装好的石墨组装套放入高压六面顶的腔体位置，锤头对准后开始高压凝固实验：先将压力升高到设定凝固压力2GPa～6GPa，同时启动测温装置,并快速加热到预设的加热温度770℃～970℃,在该温度下保温保压10min～20min，关闭电源停止加热,待自然冷却到室温后卸压并取出，得合金试样。