[发明专利]一种长周期堆垛有序相中孪晶增强的高阻尼镁锂合金及其制备方法

说明书

本发明一种长周期堆垛有序相中孪晶增强的高阻尼镁锂合金及其制备方法，按质量百分比为：Li 8.0％、Y 4.0％、Er 2.0％、Zn 2.0％、Zr 0.6％，余量为镁，熔炼：将原料在高真空电磁感应熔炼炉中进行合金熔炼，采用随炉冷却制备立方体块状铸态合金；热处理：将铸造所得合金在450℃的温度下，热处理6h，采用随炉冷却的方法进行冷却，冷却速度为0.4℃/min；轧制：将热处理得到的试样在室温下进行冷轧，总下压量为50％，下压量单道次为25％。本发明提高合金的力学和阻尼性能，实现LPSO和孪晶协同提升阻尼性能和力学性能，获得兼具高力学性能和阻尼性能的超轻镁锂合金材料。

技术领域

本发明涉及一种镁锂合金及其制备方法，尤其涉及一种长周期堆垛有序相中孪晶增强的高阻尼镁锂合金及其制备方法。

背景技术

随着航空航天、交通运输以及3C产品的不断发展，对合金材料轻量化及减振降噪性能的要求逐渐提高，镁合金以其密度小、阻尼性能好的特点，成为最有前景的轻合金材料之一。镁锂合金是迄今为止密度最小的金属结构材料，合金中锂元素的添加，使合金的晶体结构发生改变。体心立方结构的出现使镁锂合金的阻尼机制发生改变，同时有效地改善合金的加工性能，因此具有更广阔的应用前景。然而镁锂合金的强度与阻尼性能不可兼得的矛盾使其实际应用受到制约。因此，人们从合金成分设计，先进的制造加工技术等方面着手探索一些新的强化机制，使其对镁锂合金阻尼和力学性能均产生有利影响。

近年来研究发现在某些Mg-RE-Zn中可以生成长周期堆垛有序相(简称LPSO)，LPSO结构具有高强度、高塑韧性、高弹性模量、以及与镁基体良好的界面结合等一系列优点。许多研究结果均表明，LPSO相的存在不仅能够提高镁合金的强度，而且能够改善镁合金的塑性，提高合金的阻尼性能。另外，具有光滑界面的孪晶界不易被钉扎，在外界载荷的作用下具有很好的可动性，从这个意义上讲，孪晶可被认为是一种新的能量消耗源，从而使合金材料具有较好的阻尼性能。众所周知，形变孪生是镁合金的主要塑性变形方式之一。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种含有LPSO结构相和孪晶组织的高阻尼兼具力学性能的长周期堆垛有序相中孪晶增强的高阻尼镁锂合金及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种长周期堆垛有序相中孪晶增强的高阻尼镁锂合金，所述镁锂合金的化学成分，按质量百分比为：Li 8.0％、Y 4.0％、Er 2.0％、Zn 2.0％、Zr 0.6％，余量为镁；

由以下步骤制备而成：

步骤一：熔炼：将合金原料置于坩埚内，抽真空，炉体气氛抽真空到0.1Pa以下，充入氩气至0.05Mpa，采用真空加保护气体电磁感应熔炼法，随炉冷却制备出100mm×40mm×150mm的立方体块状铸态合金；

步骤二：热处理：热处理温度为450℃，热处理时间为6h，采用随炉冷却方法冷却，冷却速度为0.4℃/min；

步骤三：轧制：将热处理合金板材在室温中冷轧到2mm厚，总下压量为50％，下压量单道次为25％，得到长周期堆垛有序相中孪晶增强的高阻尼镁锂合金。

一种长周期堆垛有序相中孪晶增强的高阻尼镁锂合金的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：熔炼：将合金原料置于坩埚内，抽真空，炉体气氛抽真空到0.1Pa以下，充入氩气至0.05Mpa，采用真空加保护气体电磁感应熔炼法，随炉冷却制备出100mm×40mm×150mm的立方体块状铸态合金；

步骤二：热处理：热处理温度为450℃，热处理时间为6h，采用随炉冷却方法冷却，冷却速度为0.4℃/min；

步骤三：轧制：将热处理合金板材在室温中冷轧到2mm厚，总下压量为50％，下压量单道次为25％，得到长周期堆垛有序相中孪晶增强的高阻尼镁锂合金。