[发明专利]高强韧镁锂合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强韧镁锂合金及其制备方法，其中，该方法包括：(1)将熔炼原料供给至真空熔炼炉中进行熔炼，得到镁锂合金铸锭；(2)将所述镁锂合金铸锭进行挤压变形加工，得到第一镁锂合金板材；(3)将所述第一镁锂合金板材进行热轧处理，得到第二镁锂合金板材；(4)将所述第二镁锂合金板材进行搅拌摩擦处理，得到高强韧镁锂合金，其中，在步骤(1)中，所述熔炼原料由以下质量百分比的组分组成：Al：4％～8％，Zn：1.0％～2.5％，Li：5％～9％，余量为Mg以及不可去除的杂质元素。采用该方法来制备镁锂合金，能够在大幅度提高镁锂合金强度的同时保持其优异的塑性，最终获得高强韧镁锂合金，从而可以满足航空航天等领域对于超轻高强材料的需求。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种高强韧镁锂合金及其制备方法。

背景技术

镁合金作为轻质金属材料，具有比强度高、比刚度高、易切削加工、成型性能好等优点，比铝的密度低30％，是轻量化需求的优选金属。其中镁锂合金作为最轻的金属结构材料符合轻量化的迫切需求，在军事、航空航天以及电子产品等领域也越来越受到重视，已在国防军工和航空航天领域得到了广泛应用。镁锂合金中因锂的存在能够进一步将镁合金密度降低至1.30～1.65g/cm³，进一步实现了轻量化。同时，高锂含量使镁合金的密排六方结构Alpha相转变为体心立方结构Beta相，Beta相的存在对合金产生两方面的影响，一是以Beta相为基体的合金强度较低；另一方面，以Beta相为基体的合金具有优异的塑性变形能力。目前已经开发出的一系列含有Beta相的镁锂合金往往不能同时满足强度高塑性好的要求。

对于镁锂合金强度的提升，常用方法为对合金进行微合金化、热处理和塑性变形。已有报道在镁锂合金中加入Al、Zn、Ag、Si等元素来实现对镁锂合金的微合金化。研究发现，向Mg-11Li合金中添加1～3wt％的Al元素，可以使合金的强度大幅上升，抗拉强度由130MPa增加到220MPa，但延伸率却大幅下降，由36％下降到10％以下，这就限制了材料的应用范围，如何在大幅度提高镁锂合金强度的同时保持其优异的塑性就成了此类合金的技术难题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种高强韧镁锂合金及其制备方法，采用该方法来制备镁锂合金，能够在大幅度提高镁锂合金强度的同时保持其优异的塑性，最终获得高强韧镁锂合金，从而可以满足航空航天等领域对于超轻高强材料的需求。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备高强韧镁锂合金的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：

(1)将熔炼原料供给至真空熔炼炉中进行熔炼，以便得到镁锂合金铸锭；

(2)将所述镁锂合金铸锭进行挤压变形加工，以便得到第一镁锂合金板材；

(3)将所述第一镁锂合金板材进行热轧处理，以便得到第二镁锂合金板材；

(4)将所述第二镁锂合金板材进行搅拌摩擦处理，以便得到高强韧镁锂合金，

其中，在步骤(1)中，所述熔炼原料由以下质量百分比的组分组成：Al：4％～8％，Zn：1.0％～2.5％，Li：5％～9％，余量为Mg以及不可去除的杂质元素。