[发明专利]一种β相高强Mg-Li-Al-TiB合金及其制备方法

权利要求书

1.一种β相高强Mg-Li-Al-TiB合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分制成：Li10.1％～12.5％，Al 3.1％～5.8％，AlTiB 0.1％～3.9％，且Al与AlTiB的质量百分比为1.5:1～50:1，余量为Mg和质量百分比低于0.15％的不可避免的杂质元素；所述AlTiB由以下质量百分比的成分组成：Ti 2.8％～5.5％，B 0.7％～3.4％，余量为Al和质量百分比低于0.1％的不可避免的杂质元素；所述β相高强Mg-Li-Al-TiB合金的晶体结构为体心立方结构，密度为1.35g/cm³～1.49g/cm³，室温屈服强度大于330MPa，伸长率大于10％。

2.根据权利要求1所述的一种β相高强Mg-Li-Al-TiB合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分制成：Li 10.3％～11.4％，Al 3.5％～5.2％，AlTiB 0.1％～1.5％，余量为Mg和质量百分比低于0.15％的不可避免的杂质元素。

3.根据权利要求1所述的一种β相高强Mg-Li-Al-TiB合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分制成：Li 11％，Al 5％，AlTiB 1％，余量为Mg和质量百分比低于0.15％的不可避免的杂质元素。

4.一种制备如权利要求1～3中任一权利要求所述的β相高强Mg-Li-Al-TiB合金的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、预热：将Mg、Al、AlTiB中间合金进行预热；所述预热的温度为210℃，时间为20min，空冷；

步骤二、熔炼：将步骤一中经预热后的Mg、Al、AlTiB中间合金置于1#熔炼炉中在700℃～740℃、非真空条件下进行熔化，将Li置于2#熔炼炉中在185℃～200℃、非真空条件下进行熔化，待1#熔炼炉中的物料全部熔化成熔体后，去除浮渣并插入超声棒，利用超声震荡熔体2min后静置5min，再将2#熔炼炉中熔化得到的Li液在惰性气体保护下送入超声震荡静置后的1#熔炼炉中，与熔体充分混合形成合金熔体；

步骤三、净化：待步骤二中合金熔体的温度降至690℃～700℃后加入精炼剂，然后升温至720℃±3℃并保温3min～10min进行精炼净化，去除浮渣后利用超声震荡净化后的合金熔体2min～5min并静置10min～16min；

步骤四、铸造：将步骤三中经静置后的合金熔体经陶瓷过滤器浇入到水冷钢模中进行快速凝固，得到合金铸锭；所述快速凝固的冷却速率为150℃/s～200℃/s；

步骤五、均匀化退火：将步骤四中得到的合金铸锭采用铝箔包裹后放入精确数控马弗炉中进行均匀化退火；所述均匀化退火的温度为300℃±2℃，保温时间为8h～10h，随炉冷却；

步骤六、慢速挤压：沿挤压筒内壁铺设石墨纸，然后将步骤五中经均匀化退火后的合金铸锭放入挤压筒中进行挤压变形，得到挤压棒；所述挤压变形的挤压速率为4mm/s～10mm/s，挤压温度为315℃±5℃，挤压比为15:1；

步骤七、固溶处理：将步骤六中得到的挤压棒进行固溶处理，得到β相高强Mg-Li-Al-TiB合金；所述固溶处理的温度为270℃～310℃，保温时间为20h～35h，随炉冷却。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤二中所述惰性气体为氩气、氮气和六氟化硫的混合气体。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤三中所述精炼剂由以下质量百分比的成分组成：LiBr 36％，MgF 9％，CaF 9％，LiF 24％，LiCl 12％，ZrCl₄ 10％。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤二和步骤三中所述超声震荡的频率均为100Hz。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤四中所述陶瓷过滤器的内部孔径为8μm～25μm。