[發明專利]一種高強度高塑性鎂合金

有效

• 申請號: 201410706043.1
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104328320A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 羅素琴;潘復生;湯愛濤;蔣斌;杜維唯;劉文君;程仁菊;董含武
• 申請（專利權）人: 重慶市科學技術研究院
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明屬于有色金屬領域，涉及一種新型鎂合金，特別涉及一種強度和塑性性能優異的鎂合金。

背景技術

鎂合金是最輕的金屬結構材料之一，具有密度小(1.74g/cm³)，比強度和比剛度高，減振性能優良，儲量豐富、易于回收的優點，倍受材料工作者的關注，被譽為“21世紀最重要的綠色工程金屬結構材料”，有望在汽車、電子、電器、航天航空領域獲得廣泛應用。

低強度是制約鎂合金推廣應用的關鍵。普通鎂合金(目前商用高強鎂合金材料Mg-Zn-Zr合金，其典型的合金牌號如ZK60，該合金抗拉強度只有340MPa)的絕對強度為100-350Mpa，遠低于鋼的1000Mpa和鋁合金的600Mpa，嚴重影響鎂合金的使用范圍。為此，眾多材料工作者紛紛展開研究以期獲得抗拉強度超過400MPa、延伸率超過5％的鎂合金材料；張丁非等人研制的高含鋅量的鎂-鋅-錳系鎂合金(申請號：200710078329.X)雖然具有較高的延伸率(≥10％)，但抗拉強度仍然較低(≤360MPa)；Y.Kawamura等在材料學報-第42卷第7期第1172～1176頁上發表的文章“Rapidly?solidified?powder?metallurgy?Mg₉₇Zn₁Y₂alloys?with?excellenttensile?yield?strength?above600MPa”中公開了一種采用快速冷卻和粉末冶金(RS?P/M)技術制備的Mg₉₇Zn₁Y₂鎂合金，該鎂合金雖然強度高達610MPa，但是延伸率仍然不高(約為5％)，且該合金的制備方法復雜，無法在實際生產中應用。

為此，有必要研發一種通過簡單工藝即可獲得的高強度高塑性新型鎂合金。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種同時具有一種高強度和高塑性鎂合金。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種高強度高塑性鎂合金，按質量計由以下組分組成：Ni：3.0～4.5％；Y：4.0～5.0％；Zr：0.01～0.1％；不可避免雜質≤0.15％；其余為鎂。

優選的，所述鎂合金按質量計由以下組分組成：Ni：3.9～4.15％；Y：4.6～4.85％；Zr：0.02～0.06％；不可避免雜質≤0.15％；其余為鎂。

進一步，所述鎂合金按質量計由以下組分組成：Ni：4.03％；Y：4.74％：Zr：0.03％；不可避免雜質≤0.15％。

進一步，所述不可避免的雜質中Al、Si、Cu、Fe單個含量≤0.04％，總量≤0.10％。

進一步，所述鎂合金抗拉強度≥400MPa，延伸率≥5％。

進一步，所述鎂合金屈服強度≥300MPa，延伸率≥7.8％。

本發明的有益效果在于：

本發明高強度高塑性鎂合金同時向鎂基體中加入Y和Ni元素，在合金冶煉成型過程，Y、Ni與Mg形成Mg₂Ni和Mg₁₂YNi相。Mg₁₂YNi相為長周期堆垛結構(LPSO)，在擠壓態合金中呈塊狀均勻分布于鎂基體中，而Mg₂Ni在擠壓態合金中呈細小顆粒狀彌散分布于鎂基體中，這兩種合金相通過第二相強化機理提高合金強度。Mg₁₂YNi相在鑄態合金中以長棒狀形態分布于鎂基體中，經過擠壓處理，Mg₁₂YNi相發生扭折，部分扭折角度甚至達到小于45°的程度(見圖2)，顯示出極高的塑性，因此Mg₁₂YNi相在提高合金強度的同時，對合金塑性的降低并不明顯，使得本發明合金具有高強度和高塑性。本發明進一步向合金中加入適量的Zr元素，并通過控制冶煉、成型工藝使鋯以單質形式彌散分布在基體中，起到細化晶粒的作用。Y、Ni的含量超出本發明合金范圍，Mg₁₂YNi相逐漸減少至消失，合金的強度和塑性也隨之降低。Al、Si、Cu、Fe雜質的含量過高，合金的耐腐蝕性能降低，影響合金的使用。

附圖說明

圖1是為實施例1、2所得合金的X-射線衍射譜；

圖2是實施例2鑄態合金的微觀組織金相照片；

圖3是實施例2擠壓態合金的微觀組織金相照片。

具體實施方式

下面對本發明的優選實施例進行詳細的描述。