[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度和高屈強(qiáng)比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810934268.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108866410A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙東清;周吉學(xué);宋曉村;馬百常;劉玉;劉運(yùn)騰;楊院生;王美芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院新材料研究所
• 主分類號(hào): C22C23/02
• 分類號(hào): C22C23/02;C22C23/06;C22C23/00;C22C1/03;C22F1/06;C22F1/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度和高屈強(qiáng)比Mg?Al?Ca?Y?Mn系鎂合金及其制備方法和應(yīng)用，屬于鎂合金制備技術(shù)領(lǐng)域，所述高強(qiáng)度和高屈強(qiáng)比Mg?Al?Ca?Y?Mn系鎂合金由以下質(zhì)量百分含量的組分組成：Al：2.0～6.0％；Ca：1.0～4.0％；Y：0.5～6.0％；Mn：0.002～1.0％；其余為鎂和不可避免雜質(zhì)。本發(fā)明制備得到變形鎂合金材料綜合性能良好，通過(guò)擠壓變形后獲得優(yōu)良的力學(xué)性能，經(jīng)檢測(cè)，室溫抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別達(dá)到340和320MPa以上，延伸率大于10％，屈強(qiáng)比達(dá)到94％以上，同時(shí)制備方法簡(jiǎn)單，因此具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景和實(shí)際應(yīng)用之價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鎂合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度和高屈強(qiáng)比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

鎂合金是目前得到應(yīng)用的最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，其密度僅為鋼鐵的1/4，鋁的2/3，鈦的1/3，在輕量化方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還具有減震、電磁屏蔽性能好、切削加工性能優(yōu)良、比強(qiáng)度比剛度高等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、汽車、電子產(chǎn)品、國(guó)防軍事等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值和廣闊應(yīng)用前景。然而，鎂合金一般為典型密排六方結(jié)構(gòu)，變形能力較差，屈服強(qiáng)度低，限制了其在結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用。

金屬材料的屈強(qiáng)比為屈服點(diǎn)(屈服強(qiáng)度)與抗拉強(qiáng)度的比值。對(duì)于結(jié)構(gòu)零件來(lái)說(shuō)，所選材料屈服強(qiáng)度和屈強(qiáng)比越大，抵抗變形能力越強(qiáng)，可靠性越大。同時(shí)若在高屈服強(qiáng)度和屈強(qiáng)比前提下，能保證較好的塑性，對(duì)于提高鎂合金在結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用潛力具有重要意義。

目前應(yīng)用最多的商用變形鎂合金系主要有AZ、AM、ZK系。AZ和AM系合金，價(jià)格便宜，但絕對(duì)強(qiáng)度和屈強(qiáng)比均較低，應(yīng)用受到限制；ZK系合金如ZK60，擠壓后屈服強(qiáng)度介于240～250MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到325～340MPa，屈強(qiáng)比一般低于0.8，延伸率介于10～12％。除此之外，人們還開(kāi)發(fā)了一些高屈強(qiáng)比鎂合金，如專利申請(qǐng)?zhí)?00810069464.2，名稱為“一種高屈強(qiáng)比和高塑性的變形鎂合金”、專利申請(qǐng)?zhí)?01410210886.2，名稱為“一種含稀土鈰與釔的高屈強(qiáng)比變形鎂合金”、專利申請(qǐng)?zhí)?017100388932，名稱為“一種高屈強(qiáng)比變形鎂合金及其制備方法”。

然而，上述合金均難以在得到高屈強(qiáng)比的同時(shí)，保證高的屈服強(qiáng)度以及較好的塑性。因此，發(fā)展一種新型綜合性能良好的鎂合金具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中鎂合金絕對(duì)強(qiáng)度較低、屈強(qiáng)比較低等問(wèn)題，發(fā)明人經(jīng)長(zhǎng)期的技術(shù)與實(shí)踐探索，提供一種高強(qiáng)度和高屈強(qiáng)比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明制備得到變形鎂合金材料綜合性能良好，通過(guò)擠壓變形后獲得優(yōu)良的力學(xué)性能，同時(shí)制備方法簡(jiǎn)單，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景和實(shí)際應(yīng)用之價(jià)值。

本發(fā)明的目的之一在于提供一種高強(qiáng)度和高屈強(qiáng)比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金。

本發(fā)明的目的之二在于提供上述高強(qiáng)度和高屈強(qiáng)比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金的制備方法。

本發(fā)明的目的之三在于提供上述高強(qiáng)度和高屈強(qiáng)比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金的應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種高強(qiáng)度和高屈強(qiáng)比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金，所述高強(qiáng)度和高屈強(qiáng)比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金由以下質(zhì)量百分含量的組分組成：Al：2.0～6.0％；Ca：1.0～4.0％；Y：0.5～6.0％；Mn：0.002～1.0％；其余為鎂和不可避免雜質(zhì)；

優(yōu)選的，所述鎂合金各組份質(zhì)量百分含量為：Al：3.0～5.0％；Ca：2.0～3.5％；Y：1.0～5.0％；Mn：0.002～0.6％；其余為鎂和不可避免雜質(zhì)。