[发明专利]一种具有高延展性高强镁合金及其制备方法

摘要

本发明属于金属材料及冶金技术领域，具体涉及一种具有高延展性高强镁合金及其制备方法。所述镁合金的组分及其质量百分比为：6.0～9.0％的Zn，3.0～6.0％的Gd，0.4～1.0％的Zr，0.05～0.20％的Sr，0.05～1.5％的Y，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02％，Mg为余量，其中Zn/Gd原子比为2.8～4.0。采用电磁半连续铸造方法制备镁合金锭坯，锭坯经均匀化退火后进行表面车削，然后进行加热并采用反向挤压装置对锭坯进行反向挤压，挤压后的棒材进行热处理。通过上述工艺方法制备该合金棒材在室温下具有较高的强度，在中低温下具有较高的伸长率，可达超塑性特征，为后续深加工二次成形制备具有良好性能的变形镁合金产品提供新的材料及新的方法。

主权项

1.一种具有高延展性高强镁合金，其特征在于，合金中各组份及其质量百分比为：7.0～9.0％的Zn，5.0～6.0％的Gd，0.6～1.0％的Zr，0.05～0.20％的Sr，0.2～1.5％的Y，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02％，Mg为余量，Zn/Gd的原子比为2.8～4.0，晶粒平均尺寸为8～20μm；所述的具有高延展性高强镁合金的制备方法，包括下述步骤：(1)将Mg、Zn、Gd、Y、Sr和Zr按所述的成分配料，其中Mg和Zn以工业纯Mg和纯Zn的形式添加，Gd、Y、Sr和Zr分别以Mg‑Gd、Mg‑Y、Mg‑Sr和Mg‑Zr中间合金的形式添加；(2)将步骤(1)的原料分别置于烘箱中进行预热，预热温度为150～200℃，预热时间为2～3h；(3)将熔化炉升温至650～750℃，将已预热的纯Mg、Mg‑Gd和Mg‑Y中间合金放入熔化炉中进行熔化，熔化过程中需通入保护气体和覆盖剂加以保护，待上述原料全部熔化后，采用搅拌器对合金液搅拌5～10min使其均匀混合，然后清除合金液表面的熔渣；(4)将上述合金液升温至780～800℃后分批次加入Mg‑Zr中间合金，待中间合金完全熔化后进行充分搅拌；将合金液温度降至720～740℃加入纯Zn和Mg‑Sr中间合金，待其完全熔化后；采用Ar气和溶剂对合金液进行精炼处理，熔体经搅拌和扒渣后在700～720℃保温静置30～60min进行铸造；(5)对步骤(4)中铸造的锭坯放入带有循环风的电阻式加热炉中进行双级均匀化处理，均匀化处理制度为：在300～350℃保温2～5h后升温至400～500℃保温8～10h；(6)对步骤(5)中均匀化后的锭坯进行表面车削，将锭坯直径和长度加工到与挤压机挤压筒内径和长度相匹配；将加工好的锭坯放入加热炉中加热到300～400℃后，保温2～5h；(7)对步骤(6)中加热好的锭坯放入事先预热的挤压筒中进行挤压，挤压速度为1.0～5.0m/min，挤压筒预热温度为300～400℃，挤压比为10～50:1，得到挤压棒材；(8)对步骤(7)获得的挤压棒材进行时效处理，其工艺制度为：在150～200℃保温15～30h后空冷，制得高延展性高强度镁合金挤压材。