[发明专利]一种镁合金材料及包含该材料的部件和装置

说明书

本发明旨在提供一种镁合金材料，包含如下质量百分数的组分：Al：3.5‑5.0％，Zn：2.0‑3.5％，Al含量与Zn含量总和为：6％≤Al+Zn≤8％，Mn：0.1‑0.8％，RE：0.01‑0.80％，Ca：0.001‑0.090％，其他不可避免的杂质元素，余量为镁，RE是稀土元素。该材料成本较低，力学性能优良，延展性好，加工性能优良，适合于大量规模化生产和应用。

技术领域

本发明涉及一种镁合金材料，特别涉及一种高延展性中强度镁合金材料，同时还涉及使用该镁合金的部件，以及使用该部件的装置。

背景技术

镁合金作为实际应用中最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度比刚度高、导热性好、电磁屏蔽及阻尼减震性能优、易于机加工、尺寸稳定等优点，被誉为“21世纪绿色工程材料”。在轻量化大趋势下，航空航天、汽车、3C、轨道交通领域对低成本高性能镁合金材料的需求持续增长。

Mg-Al-Zn系合金因其良好的铸造性能、耐蚀性能及导热性能，成为目前商业化应用最广泛的一种镁合金。然而现有的Mg-Al-Zn系合金存在绝对强度低、延展性较差、塑性成形困难、各向异性严重的问题，难以满足航空航天、轨道交通等领域对结构材料综合性能的高要求，严重限制其更广泛更高端的应用。

近年来，通过在镁中引入稀土元素开发了具有较高力学性能的Mg-RE合金，申请号为200810230077.2的中国发明专利公开了一种高强度铸造镁合金及其熔制方法，通过添加Gd：8.1～11.5％，Y：1.0～4.5％，RE：0.01～3.0％的合金元素提高镁合金的强度。但添加较高含量的贵重稀土元素，其成本高，半连续铸造时易开裂、表面冷隔严重，加工时延展性较差，导致合金成材率低、成本显著增加。

因此，在保证较低材料成本的前提下，开发具有良好延展性和强度的变形镁合金，对进一步推广镁合金材料的应用具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种镁合金材料，特别是一种高延展性镁合金材料。该材料成本较低，力学性能优良，延展性好，加工性能优良，适合于大量规模化生产和应用。

本发明提供一种镁合金材料，包含如下质量百分数的组分：

Al：3.5-5.0％

Zn：2.0-3.5％

Al含量与Zn含量总和为：6％≤Al+Zn≤8％

Mn：0.1-0.8％

RE：0.01-0.80％

Ca：0.001-0.090％

其他不可避免的杂质元素，余量为镁。

所述的RE指的是稀土元素。

进一步地，所述镁合金材料包含Fe、Si、Cu、Ni等不可避免的杂质元素，其中Fe≤0.005％，Si≤0.05％，Cu≤0.005％，Ni≤0.005％，杂质总含量不超过0.1％。

进一步地，所述合金成分Al的质量百分比为4.0-5.0％。

进一步地，所述合金成分Zn的质量百分比为2.0-3.0％。

进一步地，所述合金成分Al含量与Zn含量总和为：6.5％≤Al+Zn≤8.0％。

进一步地，所述合金成分Mn的质量百分比为0.2-0.6％。

进一步地，所述合金成分RE元素包括Gd、Y或两者混合元素，质量百分比为0.05-0.50％。

进一步地，当所述合金成分RE为Gd、Y两者混合时，其质量比为Gd:Y＝(0.01-100):1。