[发明专利]一种可双级时效强化的Mg-Sn-Li-Zn系镁合金及其制备方法

权利要求书

1.一种可双级时效强化的Mg-Sn-Li-Zn系镁合金，其特征在于组织特征是可以在通过固溶处理得到Mg单相固溶体，通过双级时效先析出纳米富Zn亚稳相，再促进纳米尺度Li₂MgSn析出相形成，以热稳定性更高的Li₂MgSn取代Mg₂Sn，产生显著强化效果；上述组织特征要求合金的成分同时满足以下条件：(1)Sn含量为0.01～7％，Li含量为0.05～3％，Zn含量为0.4～6.5％，其余为Mg；(2)当0.01％≤Sn≤0.08％时，Li含量满足条件0.5-5.25x≤y≤3％，其中x和y分别代表Sn和Li含量，以下如无特别说明则含义相同；(3)当0.08％Sn≤0.3％时，Li含量满足条件0.0301x^-0.408≤y≤3％；(4)当0.3％Sn≤2.1％时，Li含量满足条件0.1418x+0.0075≤y≤3％；(5)当2.1％Sn4％时，Li含量满足条件0.1418x+0.0075≤y≤6.5329x^-1.083；(6)当4％≤Sn≤7％时，Li含量满足条件0.1418x+0.0075≤y≤3.8799x^-0.692；(7)第一级时效温度为60～178℃，Zn含量满足条件10^-5m^2.5805≤n≤6.5％，此处m和n分别代表温度和Zn含量；

合金还含有Ca、Mn、Na、Sr、Si、Zr中的至少一种，含量为：Ca：0.1～3％，Mn：0.1～2％，Na：0.1～0.3％，Sr：0.01～0.08％，Si：0.1～0.4％，Zr：0.3～1％；

所述的合金能进行双级时效热处理，其工艺为以下3种的任何一种：

工艺1：铸造→均匀化热处理→挤压→固溶→淬火→第一级时效→第二级时效；

工艺2：铸造→均匀化热处理→第一级时效→轧制→第二级时效；

工艺3：铸造→均匀化热处理→轧制→固溶→淬火→第一级时效→第二级时效；

所述均匀化热处理在300～600℃，保温1～48h；挤压温度为150～450℃，挤压比为10～40；轧制温度为0～380℃，总变形量为60～98％；固溶的温度为400～600℃，保温时间为10min～1h；淬火在0～100℃水或矿物淬火油中进行；第一级时效的温度为60～178℃，保温时间为1～1000h；所述第二级时效的温度为140～300℃，保温时间为1～500h；且第二级时效后，合金晶粒直径30μm，Li₂MgSn析出相的尺寸800nm，室温屈服强度为200～400MPa，抗拉强度为250～450MPa，断后伸长率为2～25％，在150～250℃和20～60MPa外加载荷作用条件下的稳态蠕变速率为1×10^-10～30×10^-7/s，生物相容性良好。