[发明专利]一种超高强高模量Mg-Gd-Y-Zn-Si-Ti-B镁合金及其制备方法

摘要

一种超高强高模量Mg‑Gd‑Y‑Zn‑Si‑Ti‑B镁合金及其制备方法，本发明涉及种超高强高模量Mg‑Gd‑Y‑Zn‑Si‑Ti‑B镁合金及其制备方法。本发明的目的是为了解决目前镁合金弹性模量低的问题。本发明镁合金是由Gd、Y、Zn、Si、Mg和TiB₂制成，制备方法为：备料、熔炼、铸锭成型、挤压成型和时效处理。本发明制备的镁合金的抗拉强度可达到460‑511MPa，屈服强度可达到389‑465MPa，伸长率为4.1‑7.8％，弹性模量可达到54.5‑61.7GPa,弹性模量与普通镁合金相比可提高37％左右，满足了高技术领域对轻质高强度高弹性模量镁合金材料的需求。本发明应用于镁合金制备领域。

主权项

1.一种超高强高模量Mg‑Gd‑Y‑Zn‑Si‑Ti‑B镁合金，其特征在于该镁合金按质量分数是由3％‑15％Gd、1％‑5％Y、0.5％‑3.5％Zn、0.8‑1.2％Si、0.5‑3％TiB₂和余量Mg制成；所述的超高强高模量Mg‑Gd‑Y‑Zn‑Si‑Ti‑B镁合金的抗拉强度为460‑511MPa，屈服强度为389‑465MPa，伸长率为4.1‑7.8％，弹性模量为54.5‑61.7GPa；其中超高强高模量Mg‑Gd‑Y‑Zn‑Si‑Ti‑B镁合金的制备方法，其特征在于该制备方法按以下步骤进行：一、备料：按质量分数3％‑15％Gd、1％‑5％Y、0.5％‑3.5％Zn、0.8‑1.2％Si、0.5‑3％TiB₂和余量Mg的比例称取纯Mg锭、纯Zn锭、Mg‑30％Y中间合金、Mg‑30％Gd中间合金、Mg‑10％Si中间合金、KBF₄和K₂TiF₆；二、熔炼：a、将步骤一称取的纯Mg锭放入坩埚中，在760℃、CO₂+SF₆气体保护下使纯Mg锭完全熔化；b、然后加入Mg‑Si中间合金，并在760℃、CO₂+SF₆气体保护下使Mg‑Si中间合金完全熔化；c、加入Mg‑Gd中间合金，再在760℃、CO₂+SF₆气体保护下使Mg‑Gd中间合金完全熔化；d、加入Mg‑Y中间合金，在760℃、CO₂+SF₆气体保护下使Mg‑Y中间合金完全熔化；e、加入纯Zn锭，在760℃、CO₂+SF₆气体保护下使其完全熔化；f、将称取的KBF₄和K₂TiF₆在200℃预热1h后，在坩埚800℃时加入熔体中并保温1h，期间每隔15min搅拌一次；g、将炉内温度调节至730℃，静置5min得到熔体；三、铸锭成型：待熔体温度降至725℃时，将坩埚以200mm/min的速率下降并通过环形喷射冷却系统进行冷却，待合金凝固之后将铸锭脱离坩埚，得到合金铸锭；四、挤压成型：将步骤三铸造的合金铸锭加工成Φ42x35mm的圆柱体，于500‑510℃热处理16h‑48h，然后在350‑400℃保温15min，再进行挤压比为12：1、挤压速率为0.1mm/s的反挤压变形得到棒材；五、时效处理：将步骤四得到的棒材于200℃时效处理20‑80h,得到超高强高模量Mg‑Gd‑Y‑Zn‑Si‑Ti‑B镁合金棒材。