[发明专利]一种镁合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于镁合金领域领域，尤其涉及一种镁合金及其制备方法。

背景技术

镁及镁合金是21世纪轻量化材料，镁合金因其具有比重轻，比强度和比刚度高，阻尼性、导热性、切削加工性和铸造性好，另外还具有电磁屏蔽能力强、资源丰富和容易回收等一系列优点，其开发和应用受到越来越多的关注，成为了“最年轻”的金属结构材料之一。其应用在航空航天、汽车、交通运输等领域的结构件上，可以明显减轻重量、节省燃油消耗。

传统的镁合金的应用主要是以模铸、压铸等铸造工艺生产产品，但产品容易出现晶粒粗大、组织疏松、成分偏析且力学性能偏低等缺陷，不能充分发挥镁合金的性能优势。目前，国内外均十分重视变形镁合金的研究与开发，变形镁合金是指可用挤压、轧制、锻造和冲压等塑性成形方法加工的镁合金，与铸造镁合金相比，变形镁合金的晶粒细小，无偏析和微观孔洞，具有优良的综合性能。

然而，目前的变形镁合金虽然塑性较好，但室温和高温强度较低和抗蠕变性偏低，很难满足航空、航天、兵器和民用轿车领域对高强韧、高耐热性和高蠕变强度的轻质结构材料的要求，因此开发一种高强度耐热镁合金具有极其重要的意义。

发明内容

本发明为解决现有技术中的镁合金高温强度低的技术问题，提供一种高温强度高镁合金及其制备方法。

本发明提供了一种镁合金，以镁合金的总质量为基准，所述镁合金含有以下组分：2.5-3.5 wt%的Al，0.4-1.5wt%的Zn，0.15-0.5wt%的Mn，1-3wt%的In，0.2-1.4wt%的Sr，余量为镁。

本发明还提供了一种镁合金制备方法，该方法包括以下步骤：将镁合金原料熔融合金化得到镁合金熔液，然后进行成型，得到所述镁合金；所述镁合金原料包含：镁锭、铝锭、锌锭、铟锭、铝锰中间合金锭和铝锶中间合金锭；所述镁合金中各组成元素的重量百分比为：2.5-3.5 wt%的Al，0.4-1.5wt%的Zn，0.15-0.5wt%的Mn，1-3wt%的In，0.2-1.4wt%的Sr，余量为镁。

本发明通过添加金属元素铟与金属元素锶，形成了热稳定性很好的In₂Sr颗粒相，该相弥散分布于合金的晶内和晶界处，有效地强化了基体和晶界，从而使合金强度及耐热性提高。 

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一种镁合金，以镁合金的总质量为基准，所述镁合金含有以下组分：2.5-3.5 wt%的Al，0.4-1.5wt%的Zn，0.15-0.5wt%的Mn，1-3wt%的In，0.2-1.4wt%的Sr，余量为镁。

本发明通过添加金属元素铟与金属元素锶，形成了热稳定性很好的In₂Sr颗粒相，该相弥散分布于合金的晶内和晶界处，有效地强化了基体和晶界，从而使合金强度及耐热性提高。金属元素铟与合金中的锰形成了高于基体熔点的InMn₃(910℃)颗粒相，使合金拉伸时的晶界滑移受到有效抑制，从而使合金的耐热性得到提高。同时金属元素铟的添加还有效地改变了β（Mg₁₇Al₁₂）相的形态和晶粒尺寸，有效地提高了合金高温强度。金属元素锶，不仅可以细化晶粒，同时与Al结合生成Al₄Sr耐热相，从而有效地提高强度及耐热性。

根据本发明所提供的镁合金，为了获得高温性能更佳的变形镁合金，优选地，以镁合金的总质量为基准，所述镁合金含有以下组分：2.8-3.2 wt%的Al，0.8-1.2wt%的Zn，0.25-0.35wt%的Mn，1.5-2.5wt%的In，0.5-1.0wt%的Sr，余量为镁。

优选地，所述镁合金还包括杂质，所述杂质元素为Fe、Cu、Ni中的至少一种。更优选地，以所述镁合金的总质量为基准， Fe的含量不超过0.004 wt %，Cu的含量不超过0.004 wt %，Ni的含量不超过0.002 wt %。