[发明专利]一种高强度、易变形的单相镁锂合金材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度、易变形的单相镁锂合金材料及制备方法，本发明的镁锂合金材料按质量百分比，包括以下组成：锂元素：2.0％‑5％，Al元素：3％‑7％，Zn元素：3％‑7％，Sb元素：0.3％‑2％，Sn元素：0.3％‑1.3％，Sr元素：0.4％‑1.5％，其余为镁元素。本发明的单相镁锂合金材料具有高强度、易变形的优点。

技术领域

本发明涉及合金材料领域，尤其涉及一种高强度、易变形的单相镁锂合金材料及制备方法。

背景技术

镁锂合金是目前世界上能够作为工业化应用的最轻的金属结构材料，密度仅为1.35～1.65g/cm3，比铝合金轻1/3～1/2，甚至比普通镁合金还轻1/4～1/3，因此被称为超轻合金。镁锂合金还具有较高的比刚度和比强度，良好的低温韧性、导热性、导电性和延展性，优良的抗震性能以及具有较高的抗高能粒子穿透能力等系列优点，因此其在航空航天、国防军工等诸多领域的应用得到了广泛的关注。轻合金是现代航天装备轻量化的首选材料，高性能轻合金构件制造能力决定航天装备的功能水平及竞争实力，因此超轻镁锂合金在航天领域的应用前景也更加广阔。

但我国镁锂合金起步时间比国外短，基础研究较为薄弱，目前我国使用的镁锂合金抗拉强度仅为160MPa左右，不能满足目前需求。

发明内容

本发明为解决背景技术中存在的技术问题，而提供一种高强度、易变形的单相镁锂合金材料及制备方法。

本发明的技术解决方案是：本发明为一种高强度、易变形的单相镁锂合金材料，其特殊之处在于：所述镁锂合金材料按质量百分比，包括以下组成：锂元素：2.0％-5％，Al元素：3％-7％，Zn元素：3％-7％，Sb元素：0.3％-2％，Sn元素：0.3％-1.3％，Sr元素：0.4％-1.5％，其余为镁元素。

进一步的，锂元素为纯锂。

进一步的，镁元素为纯镁。

进一步的，Al元素，Zn元素，Sb元素，Sn元素，Sr元素均为纯元素。

一种制备上述的高强度、易变形的单相镁锂合金材料的方法，其特殊之处在于：所述制备方法包括以下步骤：

1)合金配料:按照配合比例配合后熔炼成铸锭，合金铸锭含锂元素：2.0％-5％，Al元素：3％-7％，Zn元素：3％-7％，Sb元素：0.3％-2％，Sn元素：0.3％-1.3％，Sr元素：0.4％-1.5％，其余为镁元素；

2)铸锭退火：对单相高强镁锂合金锭进行均匀化退火，退火温度：360-430℃，退火时间：12-16小时；

3)锻造。

进一步的，步骤1)中的熔炼工艺如下：熔炼设备为中频炉，熔化阶段功率采用20-50KW，升温阶段采用40-60KW，升温至720-790℃，降温阶段：30-40KW，温度降至640℃-690℃进行浇注。

进一步的，步骤中3)锻造的具体步骤如下：

铸锭加热时间：D÷0.8mm/min(D为铸锭直径，单位mm)；

锻造模具温度：160-280℃；

锻造过程中镦粗比≥3.2；

锻造火次数≥3次；

锻造产品固溶强化退火：290-340℃，保温12-18小时。

本发明的有益效果是：

1)当锂含量在2％-5％时，镁锂合金为α相，其力学性能较高，抗拉强度最低为350MPa。

2)为进行固溶强化，本发明加入了Sb元素：0.3％-2％，Sn元素：0.3％-1.3％，Sr元素：0.4％-1.5％。