[发明专利]高强度高阻尼Mg-Gd-Ni镁合金及其制备方法

说明书

本申请公开了一种高强度高阻尼Mg‑Gd‑Ni镁合金及其制备方法，属于镁合金材料制备技术领域。一种高强度高阻尼Mg‑Gd‑Ni镁合金，所述镁合金主要由Mg、Gd和Ni组成，按重量百分比计，各组成成分的含量为：Gd：5％～25％，Ni：1％～10％，余量为Mg和不可避免的杂质。本发明通过引入含Ni‑LPSO相来同时提高合金的阻尼与力学性能。通过热挤压变形，合金的力学性能得到显著提升。本发明提供的变形Mg‑Gd‑Ni合金，力学性能优异的同时，阻尼性能明显高于高阻尼的性能要求。本发明还存在制备工艺简单，可移植性强，容易实现等优点。

技术领域

本申请属于镁合金材料制备技术领域，具体涉及一种高强度高阻尼Mg-Gd-Ni镁合金及其制备方法。

背景技术

随着现代社会的迅猛发展，航空航天、武器装备、汽车工业及轨道交通等现代工业逐渐向轻量化、高速化、大功率化方向发展，对于减重、减振的需求越来越迫切。虽然降低装备自身的重量有利于减少能源消耗，但同时带来了振动以及噪声的加剧。镁合金具有密度低、比强度高和阻尼性能好等特点，可以作为一种优异的结构材料，受到人们越来越多的关注。然而，室温条件下镁合金的阻尼与力学性能普遍认为呈相互矛盾的关系，提高合金的阻尼性能需要增加可动位错的密度，提高合金的力学性能需要抑制位错的运动。因此，如何调控镁合金的力学以及阻尼性能需要进一步研究。

镁合金中特有的长周期有序结构(LPSO)能够有效的提升合金的力学以及阻尼性能。然而，现有的镁合金及其制备工艺还存在一定的不足，比如存在工艺复杂、较难实现工业化生产的问题，或者存在强度和阻尼性能仍较低的问题。因此，如何调控LPSO相与阻尼以及力学性能之间的关系，同时简化制备工艺，设计新型高强高阻尼镁合金是亟需解决的问题。

发明内容

鉴于存在的上述问题，本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提供一种高强度高阻尼Mg-Gd-Ni镁合金及其制备方法，不仅能同时提高镁合金的阻尼与力学性能，而且制备工艺简单，可操作性强，容易实现，能克服现有技术中的不足。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

根据本申请的一个方面，本申请实施例提供了一种高强度高阻尼Mg-Gd-Ni镁合金，所述镁合金主要由Mg、Gd和Ni组成，按重量百分比计，各组成成分的含量为：

Gd：5％～25％，Ni：1％～10％，余量为Mg和不可避免的杂质。

在其中的一些实施方式中，按重量百分比计，各组成成分的含量为：

Gd：10％～20％，Ni：3％～8％，余量为Mg和不可避免的杂质，杂质总含量≤0.05％。

在其中的一些实施方式中，按重量百分比计，各组成成分的含量为：

Gd：14.52％～18％，Ni：4.55％～6.3％，余量为Mg和不可避免的杂质，杂质总含量≤0.05％。

根据本申请的另一个方面，本申请实施例还提供了一种如前所述的高强度高阻尼Mg-Gd-Ni镁合金的制备方法，该高强度高阻尼Mg-Gd-Ni镁合金的制备方法，包括以下步骤：

S100、按照如前所述的镁合金的组分计算需要原料的重量，将原料Mg、原料Gd或原料Ni进行预处理后备用；

S200、将步骤S100中的原料Mg、原料Gd和原料Ni放入电阻炉中熔炼，持续性通入保护气体，在温度750～780℃下使原料充分熔化，待合金完全熔化后降温至700～720℃静置保温25～30min，然后冷却，得到铸态镁合金；

S300、将步骤S200中所述铸态镁合金进行均匀化处理；

S400、将步骤S300中均匀化处理后的镁合金进行热挤压处理，得到高强度高阻尼Mg-Gd-Ni镁合金。