[发明专利]一种与介质快速反应的高强度镁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及金属材料领域，尤其涉及一种与介质快速反应的高强度镁合金及其制备方法。所述与介质快速反应的高强度镁合金，包括钆、钇、铝、锌、锆、铼、硅、铜、铁、镍、镓、铟、铍、钙与镁。在镁合金中添加Si、Ni、Ga、In等混合反应促进元素(MRAE)，这些元素与镁形成的相可在镁与介质反应过程破坏氢氧化镁的连续性，从而达到促进镁与介质反应的效果；通过调控镁合金中各元素比例调节镁合金与介质的反应速率，这样可控范围较宽，同时使镁合金材料具有柔韧性，因此使镁合金满足工业领域的应用需求。

技术领域

本发明涉及金属材料领域，尤其涉及一种与介质快速反应的高强度镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是:密度小(1.8g/cm3镁合金左右)，比强度高，比弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。在各大工业领域都有较为广泛的应用，主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。另一方面，镁合金是现有材料中化学性质较为活泼的，可在要求结构材料有降解能力的工业领域得到应用。

镁合金的化学性质虽然较为活泼，但在常温下，镁与水、水油混合物的反应速度极其微弱，主要原因在于反应生成的氢氧化镁可阻止镁与介质的进一步反应，即使加热至沸腾，也只能观测到较为缓慢的反应。由于在一定温度范围内，常规镁合金与介质的反应速率偏低，且可控范围较窄，因此无法满足工业应用的需求。通过合金化方法提高镁合金与介质发生化学反应的速率，同时使镁合金保持高的强度，对于制造结构功能一体化构件，有着极为重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种与介质快速反应的高强度镁合金及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种与介质快速反应的高强度镁合金，包括钆、钇、铝、锌、锆、铼、硅、铜、铁、镍、镓、铟、铍、钙与镁。

进一步地，按照质量份计包括：钆1.0-8.0份，钇1.0-3.0份，铝0.6-1.5份，锌0.5-6.5份，锆0.1-0.5份，铼0-2.0份，硅、铜、铁、镍、镓、铟的总量为0.05-2.0份，铍、钙的含量为0.1-0.5份，镁83-97份。

进一步地，按照质量份计包括：钆3.0-6.0份，钇1.5-2.5份，铝0.8-1.2份，锌2.0-5.0份，锆0.2-0.4份，铼1.0-1.5份，硅、铜、铁、镍、镓、铟的总量为0.1-1.5份，铍、钙的含量为0.2-0.4份，镁85-95份。

进一步地，按照质量份计包括：钆5.0份，钇2.0份，铝1.0份，锌4.0份，锆0.3份，铼1.3份，硅、铜、铁、镍、镓、铟的总量为1.0份，铍、钙的含量为0.3份，镁90份。

一种与介质快速反应的高强度镁合金的制备方法，包括步骤：称取镁、铝、锌、镍、镓、铟、镁钆中间合金、镁钇中间合金、镁锆中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金；将镁、铝、锌、镍、镁钆中间合金、镁钇中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金预热；将上述金属材料混合，依次经熔炼、覆盖、精炼处理后分解得到钆、钇、铝、锌、锆、铼、硅、铜、铁、镍、镓、铟、铍、钙与镁；之后浇注，得到铸锭；将所述铸锭保温热处理；之后对所述铸锭进行热变形加工得到锻件；对所述锻件保温处理得到与介质快速反应的高强度镁合金。

进一步地，所述预热的温度为100-300℃，时间为5-10h。

进一步地，所述覆盖采用覆盖剂，所述精炼采用精炼剂1或精炼剂2，所述浇注温度为670-750℃。