[发明专利]一种含富Ce混合稀土的高强韧Mg-Li-Al-Y合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含富Ce混合稀土的高强韧Mg‑Li‑Al‑Y合金及其制备方法，所述合金包括如下元素：8～12wt.％Li，1.5～4.5wt.％Al，1～2.2wt.％Y，0.5～2wt.％富Ce混合稀土，余量为镁和不可避免的杂质。所述镁锂合金的制备方法包括熔炼、固溶热处理和塑性变形三个阶段，固溶热处理和塑性变形结合进行，即将所得镁锂合金铸锭进行固溶处后让铸锭冷却然后进行塑性变形，从而避免了塑性变形前的均匀化处理引起的时效软化现象。本发明向镁锂合金加入Al、Y和富Ce混合稀土，不仅能够起到固溶强化和细晶强化的效果，还能在基体中析出高温稳定强化相，再经固溶热处理和塑性变形后可获得高强韧的镁锂合金。

技术领域

本发明涉及的是一种镁锂合金，尤其是涉及一种含富Ce混合稀土的高强韧Mg-Li-Al-Y合金及其制备方法，属于金属材料技术领域。

背景技术

镁锂合金作为最轻的金属结构材料受到越来越广泛的关注，同时以其比强度比刚度高，电磁屏蔽性和机械加工性好等特点而被广泛应用于军事、航空航天以及电子产品等领域。但是镁锂合金强度很低，使得开发出新型高强度镁锂合金的需求越来越迫切。

现阶段已开发的LA、LAZ等系列镁锂合金由于Al、Zn元素在镁锂合金中的固溶度有限，所以对合金强度的提高也有限。稀土元素是镁合金有效的强化元素，研究表明，添加富Ce混合稀土(Ce、La为主)对镁锂合金强度有一定的提升作用。葛大梁等公开了《一种多元微合金晶粒细化型镁锂合金的制备方法》(公开号CN107541626A)，所述镁锂合金组分及其质量百分比为9～16％Li，0.5～4％Al，0.25～1％Y，0～0.5％Nd，0～0.25％Gd，0～0.25％Zr，余量为Mg。氩气气氛下熔炼后搅拌15min扒渣浇铸，将铸锭进行均匀化处理后得到晶粒细小，力学性能良好的镁锂合金。周海涛等公开了《一种超轻双相镁锂合金板材的制备工艺》(公开号CN105755410A)，该工艺是采用LA83-0.4Y铸锭为原材料,先进行均匀化退火处理，再依次进行多道次热轧处理、去应力退火处理、多道次冷轧处理及去应力退火处理，得到双相镁锂合金板材，该镁锂合金板材的抗拉强度为183.42～220.35MPa，屈服强度为150.01～190.74MPa，延伸率为18～35％。但上述合金强韧性还不足够高，且工艺较复杂成本较高，均匀化处理工艺也会弱化合金，所以有必要进一步开发出高强韧性的Mg-Li-Al-Y合金及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有镁锂合金存在的不足，提供一种含富Ce混合稀土的高强韧Mg-Li-Al-Y合金及其制备方法。本发明中提及的镁锂合金中锂的含量为8～12wt.％以保证其较小的密度；本发明向镁锂合金加入Al、Y元素可以产生固溶强化效果，同时还可以形成AlLi强化相和Al₂Y高温稳定强化相；同时引入富Ce混合稀土元素可与Al元素形成Al₂RE、AL₃RE第二相颗粒，提高合金强韧性，也会有效细化晶粒进一步改善合金强韧性。再经过固溶热处理结合塑性变形制备出一种含富Ce混合稀土的高强韧Mg-Li-Al-Y合金。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种含富Ce混合稀土的高强韧Mg-Li-Al-Y合金，包括按重量百分数计的如下元素：8～12wt.％Li，1.5～4.5wt.％Al，1～2.2wt.％Y，0.5～2wt.％富Ce混合稀土，余量为镁和不可避免的杂质，其中，所述杂质为总量小于质量百分比0.02％的Si、Fe、Cu和Ni。

优选地，所述合金包括按重量百分数计的如下元素：12wt.％Li，4.5wt.％Al，2.2wt.％Y，2wt.％富Ce混合稀土，余量为镁和不可避免的杂质，其中，所述杂质为总量小于质量百分比0.02％的Si、Fe、Cu和Ni。