[发明专利]一种非稀土高强变形镁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种非稀土高强变形镁合金及其制备方法，属于金属材料技术领域，该非稀土高强变形镁合金按质量百分比计，包括如下组分：6.0～10.0wt.％Sn，1.5～6.0wt.％Zn，0.15～1.0wt.％Mn，0.1～2.0wt.％Cu，0.01～0.2wt.％Na，不可避免的Fe、Ni、Si杂质总量小于0.03％，其余为Mg。Sn和Zn元素的加入可以固溶强化、第二相强化合金；Mn元素的加入可以减小镁基体中杂质元素的含量，有效减小挤压态合金的晶粒尺寸，提升合金的力学性能；Cu元素的加入可以形成MgZnCu相强化合金；Na元素的加入可以显著细化第二相尺寸，增强弥散强化效果，并且本发明采用三级固溶处理+低温挤压处理可以促进合金中的元素以细小第二相的形式析出，综合这几方面的作用该非稀土变形镁合金材料具有优良的力学性能。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种非稀土高强变形镁合金及其制备方法

背景技术

镁密度约为1.74g/cm³，是铝合金的2/3，钢铁的1/4。镁及镁合金具有资源丰富、节约能源、环境友好的三大优势。与其他金属结构材料相比，镁合金是最轻的商用金属结构材料，具有减震性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，可回收等优点，在汽车、电子、电器、交通、航空航天等领域具有广阔的应用前景，是继钢铁和铝合金之后发展起来的轻量化金属结构材料，同时也有被开发成生物医用材料和电池功能材料的前景，被誉为本世纪的绿色工程材料。

然而，作为结构材料，强度低、室温下不易变形、耐腐蚀性差等是限制镁合金广泛应用的主要因素。Mg-Zn系合金和Mg-Al系合金是目前应用最为成功的商业合金。上述两种合金系在添加了各种元素合金化之后，其强度均有明显改善。但是关于合金化Mg-Zn及Mg-Al系合金仍有不足之处。简言之，第一，强度仍有待提高；第二，加入稀土元素虽提高了强度但价格昂贵，不易于推广使用；第三，Mg-Zn和Mg-Al系合金中均含有不稳定相(Mg₄Zn₇或MgZn₂，亚稳相；Mg₁₇Al₁₂，熔点：437℃)。因此，急需一种低成本、高强度，可以替代Mg-Zn和Mg-Al系合金的新型合金系。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于：(1)提供一种非稀土高强变形镁合金；(2)一种非稀土高强变形镁合金的制备方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种非稀土高强变形镁合金，按质量百分比计，包括如下组分：Sn：6.0～10.0wt.％，Zn：1.5～6.0wt.％，Mn：0.15～1.0wt.％，Cu：0.1～2.0wt.％，Na：0.01～0.2wt.％，不可避免的Fe、Ni、Si杂质总量小于0.03％，其余为Mg。

进一步，按质量百分比计，包括如下组分：Sn：7.2～8.7wt.％，Zn：1.5～4.0wt.％，Mn：0.2～0.8wt.％，Cu：0.1～1.5wt.％，Na：0.05～0.15wt.％，不可避免的Fe、Ni、Si杂质总量小于0.03％，其余为Mg。

进一步，按质量百分比计，包括如下组分：Sn：8.0～8.5wt.％，Zn：1.9～2.2wt.％，Mn：0.25～0.35wt.％，Cu：0.15～1.45wt.％，Na：0.08～0.11wt.％，不可避免的Fe、Ni、Si杂质总量小于0.03％，其余为Mg。

进一步，按质量百分比计，包括如下组分：Sn：8.03wt.％，Zn：1.98wt.％，Mn：0.26wt.％，Cu：0.46wt.％，Na：0.10wt.％，不可避免的Fe、Ni、Si杂质总量小于0.03％，其余为Mg。

2、制备所述的一种非稀土高强变形镁合金的方法，包括如下步骤：