[发明专利]一种低成本高强高韧各向同性Mg-Zn-Y合金及其制备方法

摘要

本发明公开一种低成本高强高韧各向同性Mg‑Zn‑Y合金及其制备方法，各组分的质量百分含量为Zn=1.2～1.4，Y=2.2～2.5，Fe≤0.06，Mn≤0.02，余量为镁和不可避免的杂质。制备方法包括如下步骤先将经过均匀化处理Mg‑Zn‑Y合金铸锭在挤压机上进行挤压；随后将挤压后的合金进行轧制，累积下压10%‑30%；最后将轧制后的合金热处理。本发明通过轧制变形与热处理协同耦合技术可显著提高Mg‑Zn‑Y合金的力学性能，并大幅度减小合金力学性能的各向异性，得到低成本高强高韧各向同性镁合金，且密度小于1.8g/cm3。本发明工艺简单，可移植性强，且容易操作，材料能满足不同方向上力学性能的实际要求，可广泛应用于航空航天、汽车和轨道交通等领域，以达到轻量化和减振降噪的作用。

主权项

一种低成本高强高韧各向同性Mg‑Zn‑Y合金，其特征在于，各组分的质量百分含量为：Zn=1.2～1.4，Y=2.2～2.5，Fe≤0.06，Mn≤0.02，余量为镁和不可避免的杂质；通过轧制变形和热处理耦合技术实现对镁合金力学性能的优化，具体包括如下步骤：（1）按上述 配方，通过电阻炉进行熔炼，在720℃保温并搅拌使原料充分熔化，待合金全部熔化后降温至700℃静置保温20分钟，然后将熔炼的合金液浇铸到300℃的模具之中，随模冷却，得到的Mg‑Zn‑Y合金铸锭；其中，Zn以纯锌形式加入、Y以Mg‑26wt%Y中间合金形式加入；（2）将步骤（1）得到的Mg‑Zn‑Y合金铸锭在480‑520℃均匀化处理6‑10小时；（3）将步骤（2）均匀化处理后的Mg‑Zn‑Y合金和挤压模具在400～450℃保温1～3h；然后在挤压机上进行挤压，其中采用的工艺参数为：挤压温度400～450℃，挤压比为10，挤压速度5mm/s，且挤压速度恒定；（4）将步骤（3）挤压后的Mg‑Zn‑Y合金在430‑460℃进行轧制，单道次下压3%‑8%，累积下压10%‑30%；（5）将步骤（4）轧制后的Mg‑Zn‑Y合金在450‑550℃热处理2‑8小时，最后空冷。