[发明专利]一种高屈服强度、耐腐蚀镁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高屈服强度、耐腐蚀镁合金，其特征在于：包括如下组分及其重量百分比：Zn 5％～6.5％，Al 1.0％～1.5％，Mn 0.2％～0.4％，Ca 0.3％～0.6％，Y 0.01％～0.2％，Gd 0.01％～0.2％，余量为Mg和不可避免的杂质，其中，镁合金中Y和Gd的重量百分比之和：0.2％≤Y+Gd≤0.4％。本发明还涉及一种制备方法，本发明在镁合金中添加了锌、铝、钙及微量稀土元素钇和钆，钙添加能够细化镁合金晶粒和析出组织，有利于后续屈服强度和抗拉强度的提高；微量稀土元素钇和钆与铝形成金属间化合物，为晶粒提供弥散形核条件，有利于晶粒组织的细化，提高镁合金的韧性和屈服强度；通过控制微量稀土元素钇和钆的百分含量，在降低成本、获得较高的抗拉强度和屈服强度的同时具有很好的耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及镁合金材料技术领域，具体涉及一种高屈服强度、耐腐蚀镁合金，本发明还涉及高屈服强度、耐腐蚀镁合金的制备方法。

背景技术

1774年镁首次被人们发现，它具有高的比强度、比刚度、优良的阻尼性能，以及防磁、屏蔽、散热、易切削加工、易回收等诸多优点，目前被广泛的运用于汽车、摩托车等交通工具、计算机、通讯、仪器仪表、家电、冶金、航空航天、国防军工等部门。然而，由于镁合金的绝对强度低，限制了它在结构材料领域的进一步应用。

屈服强度是衡量材料性能的一个重要参数，在材料拉伸变形的过程中，当受力超过屈服点，就会产生永久的不可恢复的塑性变形，使工件发生永久性变形，不能继续满足使用要求，甚至出现安全隐患。因此对于机械构件材料，除了要求较高的抗拉强度，屈服强度也是一种重要的指标，屈服强度越高，意味着材料的安全强度越大，构件越安全。

镁合金的耐蚀性能较差，相对于其他金属材料，镁及其合金化学性质较为活泼，具有较强的化学和电化学活性，其标准电极电位较低(-2.37V)，再加上其氧化膜一般疏松多孔，对镁合金基体不能形成有效的保护膜，故容易被氧化。在潮湿环境中及Cl^-存在的条件下极易发生严重腐蚀，因此对镁合金来说，提高其耐腐蚀性能是拓展其应用的关键因素之一。

如专利号为CN201410210886.2(授权公告号为CN103952613A)的中国发明专利《一种含稀土铈与钇的高屈强比变形镁合金》，该合金中添加了稀土元素，稀土元素的添加能有效地提高了镁合金的屈服强度，同时也会明显改善合金本身的纯净度，但稀土的价格比较高，大量添加会大幅度提高镁合金的生产成本。此外，目前现有的镁合金很难在保证生产成本低的情况下，既保证镁合金具有较高的屈服强度和较好的耐腐蚀性。

因此，需要对现有的镁合金作进一步的改进。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种在保证高屈服强度的同时提高耐腐蚀性能，并且成本低的高屈服强度、耐腐蚀的镁合金。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种镁合金的制备方法，该方法所制备的镁合金具有高的屈服强度并且具有较高的耐腐蚀性能。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种高屈服强度、耐腐蚀镁合金，其特征在于：包括如下组分及其重量百分比：

Zn 5％～6.5％，Al 1.0％～1.5％，Mn 0.2％～0.4％，Ca 0.3％～0.6％，Y0.01％～0.2％，Gd 0.01％～0.2％，余量为Mg和不可避免的杂质，其中，镁合金中Y和Gd的重量百分比之和：0.2％≤Y+Gd≤0.4％。

优选地，所述镁合金中的Zn/Al质量比为I，4＜I≤6.5。当Zn/Al质量比过小，会使Mg-Zn-Al-Mn合金析出φ相，而φ相比较粗大，难以在固溶处理中完全溶入基体，降低了合金的韧性，对合金的力学性能极为不利；当锌/铝的质量比较大时，会形成Φ(Mg21(Al,Zn)17)相该相较为粗大，且在后续热处理时难以溶入基体。