[發明專利]一種超高強高模量Mg-Gd-Y-Zn-Si-Ti-B鎂合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201710994570.0
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107779712B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 鄭明毅;武首中;喬曉光
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22C1/03;C22F1/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

1.一種超高強高模量Mg-Gd-Y-Zn-Si-Ti-B鎂合金，其特征在于該鎂合金按質量分數是由3％-15％Gd、1％-5％Y、0.5％-3.5％Zn、0.8-1.2％Si、0.5-3％TiB₂和余量Mg制成；所述的超高強高模量Mg-Gd-Y-Zn-Si-Ti-B鎂合金的抗拉強度為460-511MPa，屈服強度為389-465MPa，伸長率為4.1-7.8％，彈性模量為54.5-61.7GPa；其中超高強高模量Mg-Gd-Y-Zn-Si-Ti-B鎂合金的制備方法，其特征在于該制備方法按以下步驟進行：一、備料：按質量分數3％-15％Gd、1％-5％Y、0.5％-3.5％Zn、0.8-1.2％Si、0.5-3％TiB₂和余量Mg的比例稱取純Mg錠、純Zn錠、Mg-30％Y中間合金、Mg-30％Gd中間合金、Mg-10％Si中間合金、KBF₄和K₂TiF₆；

二、熔煉：a、將步驟一稱取的純Mg錠放入坩堝中，在760℃、CO₂+SF₆氣體保護下使純Mg錠完全熔化；b、然后加入Mg-Si中間合金，并在760℃、CO₂+SF₆氣體保護下使Mg-Si中間合金完全熔化；c、加入Mg-Gd中間合金，再在760℃、CO₂+SF₆氣體保護下使Mg-Gd中間合金完全熔化；d、加入Mg-Y中間合金，在760℃、CO₂+SF₆氣體保護下使Mg-Y中間合金完全熔化；e、加入純Zn錠，在760℃、CO₂+SF₆氣體保護下使其完全熔化；f、將稱取的KBF₄和K₂TiF₆在200℃預熱1h后，在坩堝800℃時加入熔體中并保溫1h，期間每隔15min攪拌一次；g、將爐內溫度調節至730℃，靜置5min得到熔體；

三、鑄錠成型：待熔體溫度降至725℃時，將坩堝以200mm/min的速率下降并通過環形噴射冷卻系統進行冷卻，待合金凝固之后將鑄錠脫離坩堝，得到合金鑄錠；

四、擠壓成型：將步驟三鑄造的合金鑄錠加工成Φ42x35mm的圓柱體，于500-510℃熱處理16h-48h，然后在350-400℃保溫15min，再進行擠壓比為12：1、擠壓速率為0.1mm/s的反擠壓變形得到棒材；

五、時效處理：將步驟四得到的棒材于200℃時效處理20-80h,得到超高強高模量Mg-Gd-Y-Zn-Si-Ti-B鎂合金棒材。

2.根據權利要求1所述的一種超高強高模量Mg-Gd-Y-Zn-Si-Ti-B鎂合金，其特征在于步驟一中按質量分數9.8％Gd、4.1％Y、2.9％Zn、1.1％Si、81.1％Mg、1％TiB₂的比例稱取純Mg錠、純Zn錠、Mg-30％Y中間合金、Mg-30％Gd中間合金、Mg-10％Si中間合金、KBF₄和K₂TiF₆。

3.根據權利要求1所述的一種超高強高模量Mg-Gd-Y-Zn-Si-Ti-B鎂合金，其特征在于步驟一中按質量分數8.4％Gd、3.3％Y、3％Zn、0.9％Si、83.4％Mg、1％TiB₂的比例稱取純Mg錠、純Zn錠、Mg-30％Y中間合金、Mg-30％Gd中間合金、Mg-10％Si中間合金、KBF₄和K₂TiF₆。

4.根據權利要求1所述的一種超高強高模量Mg-Gd-Y-Zn-Si-Ti-B鎂合金，其特征在于步驟一中按質量分數9.6％Gd、4.4％Y、3.2％Zn、1.2％Si、78.9％Mg、2.7％TiB₂的比例稱取純Mg錠、純Zn錠、Mg-30％Y中間合金、Mg-30％Gd中間合金、Mg-10％Si中間合金、KBF₄和K₂TiF₆。