CN100584980C - 镁-锌-稀土合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及含锌4.5%的镁-锌-稀土合金及其制备方法。特别是涉及镁-锌-稀土系中以添加重稀土钇或钆和轻稀土镧或钕的镁基合金及其制备方法。添加四种稀土的镁-锌-稀土合金分别为Mg-4.5wt%Zn-(0.2wt%～2wt%)La；Mg-4.5wt%Zn-(0.2wt%～2wt%)Nd；Mg-4.5wt%Zn-(0.2wt%～4.8wt%)Gd和Mg-4.5wt%Zn-(0.2wt%～2.8wt%)Y。解决工业上可供选择的镁-锌-稀土系合金品种不多以及稀土资源选择利用或替代利用性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及含锌4.5％的镁-锌-稀土合金及其制备方法。特别是涉及镁-锌-稀土系中以添加重稀土钇或钆和轻稀土镧或钕的镁基合金及其制备方法。
背景技术
由镁-稀土和镁-锆两个二元合金体系建立起镁-锌-稀土(Mg-Zn-RE)系以及相近的镁-锌-锆(Mg-Zn-Zr)系两个三元合金体系，诸如ZK60合金(Mg-5～6wt％Zn-0.3～0.9wt％Zr)，其作为高强镁合金在各国获得大量应用；其两个三元体系交叉的体系(Mg-Zn-Zr-RE)系，诸如中国牌号的MB25(Mg-5.3～5.6wt％Zn-0.8～1.7wt％Y-0.43～0.59wt％Zr)镁合金也在中国获得应用。
对于Mg-Zn-RE系中两个强化元素Zn和RE，上世纪Zn在镁基体中的添加量普遍被认为不宜超过6wt％，进入本世纪发展到添加量是原来的一倍以上；此外、上世纪多数人认为稀土(特别是Y)的添加量在镁基体中不宜超过10wt％，进入本世纪发展为其可以达到13wt％以上。到目前为止，在科学层面上，对于Mg-Zn-RE系中RE、Zn和Mg三者交互作用的科学问题本质尚不完全清楚；而在技术层面上，对于锌含量超过6wt％高锌含量或稀土含量超过9wt％的Mg-Zn-RE系镁合金制备和加工中技术障碍克服起来还十分困难；诸如由于Zn和RE(Sc和Y除外)密度与基体Mg密度反差很大，用高锌含量或高稀土含量合金容易出现的重力偏析、由于Y等稀土熔点高出基体Mg熔点很大，用高稀土含量合金易产生RE在凝固过程中的成分偏析等；甚至ZK60合金使用挤出机挤出的产品易存在“闷车”现象，在很大程度上制约Mg-Zn-RE系中高锌含量或高稀土含量合金配的广泛应用。而含锌4.5％左右、中等Zn含量和中等RE含量的镁-锌-稀土合金，在回避高锌含量或高稀土含量合金组成出现的“偏析”、“闷车”等技术障碍、以及合适性/价比克服成本与价格限制等市场障碍，综合现有加工技术和市场需求两方面考虑、具有满足现实技术需求和现实市场需求的优势。
1940美国专利商标局公开德国发明家Sauerwald申请的题为“镁基合金”的2,219,056号专利。该专利内容与该发明人1938年11月在德国申请305,172号(系列号)专利内容基本相同。其发明主要内容揭示：①镁中加入0.1wt％～2wt％稀土Y可对合金晶粒起细化作用。②晶粒细化作用结果之一为提升镁合金力学性能，其中镁中添加0.3wt％稀土Y后，可使纯镁的抗拉强度9-13Kg/mm2(88.2-127.4MPa)、屈服强度3Kg/mm2(29.4MPa)、伸长率5％～6％提高到抗拉强度为15.9Kg/mm2(155.82MPa)、屈服强度为5.0Kg/mm2(49MPa)、伸长率为16％；而添加2.5wt％稀土Y后，合金抗拉强度达到17.1Kg/mm2(167.6MPa)、屈服强度达到6.8Kg/mm2(66.6MPa)、伸长率为15.6％③在其权项4中揭示在镁基体添加宽范围的稀土Y同时，可以添加2wt％的Mn。
该发明为目前能够从文献中检索到最早的Mg-RE二元合金系的发明和Mg-Zn-RE系“前驱体”或“溯源”发明。该发明对本发明在内的所有后人发明、在稀土Y添加原理和数量等方面提供了很大参考；但是，距今70年前的该发明所处时代，稀土Y市场价格比很贵，包括添加Y后同时添加Zn的类似合金体系、或添加除Mn以外的其它金属元素体系，没有包括到该发明的权项中。
此后的30余年中、在Mg-RE二元合金系或Mg-Zr二元合金系或二者混合系中添加Zn或其它金属研究逐步深入。诸如英国专利局对题为“改善含锆、镁基合金强度和抗氧化的方法及其合金生产过程”的1,067,915号专利(在1967年授权)；该专利与在德温特专利局1963年申请、1967年5月公开1239105号内容基本相同。这一专利说明书背景材料中、对德国和英国两国在Mg-RE或Mg-Zr二元合金系添加其它金属元素有较多可考证的描述；其中包括英国冶金家设计的Mg-1.25wt％Zn-3wt％RE-(0.1～0.5)wt％Zr-(0.15～0.5)wt％Mn合金，也包括该发明书发明内容段落中Mg-0.9wt％Y-0.7wt％Zr的合金基础组成。这些发明或发现为本发明中添加Zn和添加RE的数量、作用或合金设计等方面提供了参考，但还构不成对本发明设计的“含锌4.5％的镁-锌-稀土合金”新颖性限制。
1968年，美国专利商标局公开了1965年美国陆军部提交的题为“镁钇合金”的3,391,034号职务发明专利。该发明揭示：镁基体中添加8.2wt％～10.6wt％的稀土Y并可通过三种加工方法、加工出有很好力学性能的镁合金。其加工方法包括：轧制并人工时效、固溶处理并人工时效以及固溶处理并预拉伸5％。其中添加9wt％稀土Y的合金组成，其“轧制并人工时效试样”条件下试样有关力学性能为：抗拉强度为53K s.i.(365MPa)、屈服强度为46.3K s.i.(319MPa)。在“975°F(524℃)固溶处理16小时并在200℃人工时效16天”条件下试样有关力学性能为：抗拉强度为46.6K s.i.(320MPa)、屈服强度为38.4K s.i.(265MPa)。在“相同固溶处理条件并预拉伸5％”状态下试样有关力学性能为：抗拉强度为51.8K s.i.(357MPa)、屈服强度为47.1K s.i.(325MPa)。该发明为随后几年英国人发明的WE54耐高温镁合金(稀土总量为9wt％)产生有宜提示，对本发明提示在于：Mg-Zn-RE系中强化元素设计，并非品种越多越好，该发明二元Mg-Y合金的力学性能如此之好，以致于添加一定量Zn降低成本即可。再向合金中添加诸如Zr、Mn等高成本或低成本的强化元素，强化元素交互作用和成本等要素影响，导致与欲获得良好综合指标设计初衷适得其反。显然、尽管该发明对本发明在合金设计上提供很大参考，但该二元Mg-Y合金不能构成对本发明三元合金设计新颖性限制。
2003年，美国专利商标局公开了韩国发明家提交的题为“用高温热成型和准晶增强的镁基合金及其制备方法”的20030029526号专利。该发明揭示：对于Mg-(2.7wt％～22wt％)Zn-(0.4wt％～6.9wt％)Y体系，合适的合金组成可获得含有体积分数为30％的准晶相。该发明的创新性在于利用准晶增强并且取得很好结果，缺点表现在：准晶的生成需要的内部合金配比条件和外部热处理温度等条件要求苛刻，生产工艺可操作性差、难以保证产品质量的稳定性。所以，该发明复杂制备方法不构成对本发明新颖性限制。
2004年，中国专利局公开了重庆大学提交的题为“一种含稀土钇的高塑性镁合金”的200410081258.5号职务发明专利。该发明揭示：发明了组成为Mg-(5.0wt％～8.5wt％)Zn-(0.7wt％～2.0wt％)Y-(0.6wt％～0.8wt％)Zr合金，该发明属于利用稀土钇对镁-锌-锆系中ZK60高强镁合金塑性的改进并且取得很好结果，发明切入点、组成及其它诸方面类似于在中国防领域获得广泛应用的中国牌号MB25镁合金所做的研发工作，所以，该发明从类属体系等诸多方面都不构成对本发明新颖性限制。
2005年，中国专利局公开了上海交通大学提交的题为“兼具室温力学性能与高温蠕变性能的含钇镁合金”的200510025772.1号职务发明专利。该发明揭示：组成为Mg-(4.32wt％～4.97wt％)Zn-(1.76wt％～1.84wt％)Y-(1.65wt％～1.82wt％)Al合金，在175℃有较好的高温蠕变性。该发明属于镁-锌-钇-铝系。尽管该发明的Zn含量范围包括本发明的4.5wt％，但是，是含有铝之后的“杂交”品种。显然，不构成对本发明新颖性限制。
2006年，美国专利商标局公开了日本发明家提交的题为“镁合金及其生产方法”的20060065332号专利。该发明揭示：发明了Mg-(2.6wt％～4.5wt％)Zn-(3.6wt％～14wt％)Y的镁-锌-稀土系合金；并且Zn与Y的原子比要控制在0.3～0.6并且取得很好结果。显然，该发明合金中倾向于Zn含量低于本发明的4.5wt％；而Y含量高于本发明RE含量，特别是强调Zn/Y比，这种Zn、Y之间匹配关系导致该发明属于高钇低锌合金组成，与本发明的Zn、Y之间匹配关系有很大不同，不构成对本发明新颖性限制。
2007年，美国专利商标局和中国专利局公开了日本发明家河村能人(Kawamura；Yoshihilo)等的多项镁-锌-稀土系合金专利。包括：①2007年5月美国专利商标局公开的题为“高强高韧镁合金及其制备方法”的20070102072号发明专利、②2007年6月美国专利商标局公开的题为“高强高韧镁合金及其生产方法”的20070125464号专利、③2007年7月美国专利商标局公开的题为“高强高韧镁合金及其生产方法”的20070169859号专利、④2007年8月中国专利局公开的题为“高强度高韧性金属及其制造方法”的200580032675.3号发明专利、⑤2007年9月美国专利商标局公开的题为“镁合金”的20070204936号专利。上述5项专利的共同特点：
其一：其研究的主要体系为高稀土低锌的的镁-锌-稀土系合金.诸如Mg-2.4wt％Zn-(10.4wt％～12.6wt％)RX，(REX＝La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu)系合金、Mg-2.4wt％Zn-(3.3wt％～5wt％)Y-(6wt％～9wt％)Dy系合金、Mg-2.4wt％Zn-(3.3wt％～5wt％)Y-(5.9wt％～8.7wt％)Gd系合金等。其Zn含量低于本发明的4.5wt％；与本发明的Zn、Y之间匹配关系有很大不同，不构成对本发明新颖性限制。
其二：该一组发明研究重点落在强化元素Zn和RE添加到基体合金中的重量百分比总和10wt％～14wt％。
其三：试图通过La、Ce、Pr、Nd……Lu的17种元素对比添加揭示本质，但最终连变化规律也未获得。
其四：在中国专利局申请的200580032675.3号专利内容，为其余4项在美国专利商标局申请的专利内容的总括。
2007年7月中国专利局公开了题为“一种高强高韧可焊变形稀土镁合金”的200610172788.X号专利，该发明申请保护Mg-(5.5wt％～6.4wt％)Zn-(0.7wt％～1.7wt％)Ym-(0.45wt％-0.8wt％)Zr体系。该发明优点在于：在挤压态下，获得室温平均抗拉强度340Mpa以上，延伸率14％高强高韧可焊的变形镁稀土合金；并且这种新合金中的稀土为成本低廉的富钇混合稀土(Ym)。但该发明切入点、组成偏重于利用富钇混合稀土对镁-锌-锆系中ZK60高强镁合金的改进，也偏重于利用富钇混合稀土替代纯稀土钇对中国牌号的MB25镁合金[Mg-(5.3wt％～5.6wt％)Zn-(0.8wt％～1.7wt％)Y-(0.43wt％～0.59wt％)Zr]低成本和高性能的改进，更偏重于对中国牌号的MB26镁合金[Mg-(5.4wt％～5.8wt％)Zn-(1.0wt％～1.65wt％)Ym-(0.48wt％～0.66wt％)Zr]的改进(材料工程[J]，1999年，2期，P9-11)。显然，该发明从类属体系、Zn含量等诸多方面都不构成对本发明新颖性限制。
2007年10月中国专利200710022216.8号，公开了题为“一种高强度高塑性变形镁合金及其制备方法”的专利，该发明申请保护Mg-(4.5wt％～5.5wt％)Zn-(0.5wt％～2.5wt％)Ce-(0.01wt％-0.2wt％)Ti体系。该发明主要是在镁-锌-锆合金基础上、通过将ZK60合金中Zn含量略微降低；并加入稀土元素铈和用金属钛替代金属锆，解决ZK60合金在挤出过程中“闷车”等问题。该发明优点在于：在挤压态下，获得新合金室温平均抗拉强度360MPa，屈服强度245MPa，断后延伸率7％；150℃时平均抗拉强度250MPa，断后延伸率大于11％。用稀土Ce替代Zr后，不但降低成本，而且使难加工的ZK60合金在普通挤出机上很容易挤出和获得性能良好的产品。该发明不足之处在于：17种稀土元素在不同时期、不同的国度市场价格波动很大，仅仅用17种稀土元素中一种Ce替代ZK60合金中Zr。这也是与本发明“添加重稀土钇或钆和轻稀土镧或钕、增加替代性、规避市场价格限制风险和增加合金适用性或市场适应性”的合金设计方面的显著差别。
发明内容
本发明的目的在于针对现有镁-锌-稀土合金存在的稀土元素种类与数量组合的不足，提供含锌4.5％和四种稀土可相互替代的镁-锌-稀土系合金及其制备方法。特别是涉及一种镁-锌-稀土系中以添加重稀土钇或钆和轻稀土镧或钕的镁基合金及其制备方法。以解决工业上可供选择的镁-锌-稀土系合金品种不多以及稀土资源选择利用或替代利用性差的问题。
本发明的镁-锌-稀土合金具体组成为：1)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2wt％)La，杂质元素Fe、Vi、Cu和Si的总量小于0.05wt％，其余为Mg；其组成通式为：1)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2wt％)La；或
2)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2wt％)Nd，杂质元素Fe、Ni、Cu和Si的总量小于0.05wt％，其余为Mg；其组成通式为：2)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2wt％)Nd；或
3)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～4.8wt％)Gd，杂质元素Fe、Ni、Cu和Si的总量小于0.05wt％，其余为Mg；其组成通式为：3)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～4.8wt％)Gd；或
4)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2.8wt％)Y，杂质元素Fe、Ni、Cu和Si的总量小于0.05wt％，其余为Mg，其组成通式为：4)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2.8wt％)Y。
本发明的镁-锌-稀土合金制备方法的步骤和条件如下：
以纯度为99.9％的Mg锭、99.5％的Zn锭、纯度分别为99.5％的Mg-La、Mg-Nd、Mg-Gd和Mg-Y四种稀土中间合金锭为合金原料；四种稀土中间合金锭中的每种稀土La、Nd、Gd和Y分别占中间合金重量百分比为：28wt％、30wt％、39wt％和16wt％；
Mg锭、Zn锭和中间合金锭原料经分割、除油、干燥和去除氧化皮得到块状料；按照组成通式1)的质量配比进行称量，把原料块在熔盐池中蘸挂熔盐后加入到熔炼温度为800℃的熔炼炉内，所蘸挂熔盐选用NaCl∶KCl摩尔比为1∶3、纯度为化学纯的NaCl和KCl的混合熔盐；
向熔炼炉内的加料顺序为：金属Mg块、金属Zn块和稀土中间合金块，该熔炼炉的坩埚为石墨坩埚；保护剂氯化物熔盐组成与装炉合金蘸挂熔盐组成相同的NaCl∶KCl摩尔比为1∶3、纯度为化学纯的NaCl和KCl的混合熔盐，所有炉料融化后搅拌2分钟，合金静置15分钟，浇注温度720℃，浇注金属模具预热温度200℃，合金液经撇盐后、挡渣浇注预热的金属模具中，然后将得到的合金进行热处理，热处理分为固溶和人工时效处理两部分，固溶处理条件为：在520℃保温6小时后出炉产品在80℃的水中水淬；人工时效处理条件为：时效温度200℃，时效时间为18小时，得到含锌4.5％的组成通式1)的镁-锌-稀土系合金。
用组成通式2)、3)或4)的质量配比进行称量原材料，其余的制备条件同组成通式1)的镁-锌-稀土系合金的制备条件，就可以分别得到含锌4.5％的组成通式2)、3)或4)的镁-锌-稀土系合金。
本发明的制备方法优点在于：
1、含锌4.5％的中等Zn含量和中等RE含量的镁-锌-稀土合金，铸造过程中重力偏析和成分偏析小；避开了高锌含量或高稀土含量合金组成或ZK60合金加工过程中技术障碍，诸如由于强化元素总量过大或Zr的作用、挤出过程中“闷车”等问题；同时，性/价比适中，利于满足市场需求。
2、采用两种轻稀土镧或钕和两种重稀土钇或钆与含锌4.5％镁基合金组合，增加了工业上可供选择应用的镁-锌-稀土合金品种；同时，在不同时期稀土市场价格波动大的情况下，可以选择La、Nd、Gd或Y四种稀土之一的低价格稀土元素添加，增加替代性、规避市场价格限制风险和增加合金市场适应性。
3、相同的工艺条件，可以用于生产含锌4.5％的组成通式分别为1)2)、3)或4)的镁-锌-稀土系合金；而且，这4种镁-锌-稀土系合金可以在技术上实现互相替代，技术和经济效益良好。
附图说明：
图1是本发明Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2wt％)La合金的典型XRD图。其中图内的：1为La＝0.2wt％、2为La＝1wt％、3为La＝2wt％。
图2是本发明Mg-4.5wt％Zn-1wt％La合金典型组织图。
图3是本发明Mg-4.5wt％Zn-2wt％La合金典型组织图。
图4是本发明Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2wt％)Nd合金的典型XRD图。其中图内的：1为Nd＝0.2wt％、2为Nd＝1wt％、3为Nd＝2wt％。
图5是本发明Mg-4.5wt％Zn-1wt％Nd合金典型组织图。
图6是本发明Mg-4.5wt％Zn-2wt％Nd合金典型组织图。
图7是本发明Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～4.8wt％)Gd合金的典型XRD图。其中图内的：(1)为添加2wt％Gd的Mg-4.5wt％Zn-2wt％Gd合金XRD曲线；而(2)和(3)分别为添加Gd＝3wt％、Gd＝4.8wt％D的Mg-4.5wt％Zn-3wt％Gd合金和Mg-4.5wt％Zn-4.5wt％Gd合金的XRD曲线。
图8是本发明Mg-4.5wt％Zn-2wt％Gd合金典型组织图。
图9是本发明Mg-4.5wt％Zn-3wt％Gd合金典型组织图。
图10是本发明Mg-4.5wt％Zn-4.8wt％Gd合金典型组织。
图11是本发明Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2.8wt％)Y合金的典型XRD图。其中图内的：(1)为添加1wt％Y的Mg-4.5wt％Zn-1wt％Y合金XRD曲线；而(2)和(3)分别为添加Y＝2wt％、Y＝2.8wt％的Mg-4.5wt％Zn-2wt％Y合金和Mg-4.5wt％Zn-2.8wt％Y合金的XRD曲线。
图12是本发明Mg-4.5wt％Zn-1wt％Y合金典型组织图。
图13是本发明Mg-4.5wt％Zn-2wt％Y合金典型组织图。
图14是本发明Mg-4.5wt％Zn-2.8wt％Y合金典型组织图。
具体实施方式：
实施例1：
按照Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2wt％)La的组成通式进行原料配比，其中稀土La具体添加的重量百分比为0.2wt％、1wt％、和2wt％，Mg为余量。该式中所用的原料纯度为：99.9％的Mg锭、99.5％的Zn锭和99.5％的Mg-La稀土中间合金锭；其中Mg-La稀土中间合金锭中的稀土La占中间合金重量百分比为28wt％。
Mg锭、Zn锭和中间合金锭原料经分割、除油、干燥和去除氧化皮得到块状料；按照质量配比具体称量，把原料块在熔盐池中蘸挂熔盐后加入到熔炼温度为800℃的熔炼炉内；其所蘸挂熔盐选用组成摩尔比1比3、纯度为化学纯的NaCl/3KCl的混合熔盐；其炉料的加入顺序依次为：金属Mg块、金属Zn块和稀土中间合金块；该熔炼炉的坩埚为石墨坩埚；保护剂氯化物熔盐组成与装炉合金蘸挂熔盐组成相同，即仍为组成摩尔比为化学纯的NaCl/3KCl的混合熔盐，该保护剂氯化物混合熔盐向熔炼炉添加量为金属和合金炉料总和的10wt％、并为紧随稀土中间合金块之后添加；
所有炉料融化后搅拌2分钟，合金静置15分钟，浇注金属模具预热温度200℃；合金的浇注温度720℃。合金液经撇盐后、挡渣浇注预热的金属模具中。然后将得到的合金进行热处理，热处理分为固溶和人工时效处理两部分。固溶处理条件为：在520℃保温6小时后出炉样品在80℃的水中水淬；人工时效处理条件为：时效温度200℃下时效时间为18小时，得到含锌4.5％和含0.2wt％～2wt％稀土La的镁-锌-稀土系合金，其每个组分合金室温的抗拉强度、屈服强度和伸长率列于表1。
表1：实施例1中合金室温主要力学性能
| 合金中La含量wt％ | 抗拉强度MPa | 屈服强度MPa | 伸长率％ |
| 0.2 | 180 | 89 | 6 |
| 1 | 241 | 104 | 20 |
| 2 | 195 | 83 | 11 |
实施例2：
用稀土Nd替代实施例1中的La，按照Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2wt％)Nd的组成通式进行原料配比，其中Mg-Nd稀土中间合金锭中的稀土Nd占中间合金重量百分比为30wt％。其余操作同实施例1；合金室温主要力学性能列于表2。
表2：实施例2中合金室温主要力学性能
| 合金中Nd含量wt％ | 抗拉强度MPa | 屈服强度MPa | 伸长率％ |
| 0.2 | 178 | 63 | 11.3 |
| 1 | 230 | 80 | 11.9 |
| 2 | 140 | 71 | 4.7 |
实施例3：
用稀土Gd替代实施例1中的La，按照Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～4.8wt％)Gd的组成通式进行原料配比，其中Mg-Gd稀土中间合金锭中的稀土Gd占中间合金重量百分比为39wt％。其余操作同实施例1；合金室温主要力学性能分别列于表3。
表3：实施例3中合金室温主要力学性能
| 合金中Gd含量wt％ | 抗拉强度MPa | 屈服强度MPa | 伸长率％ |
| 0.2 | 185 | 112 | 4.3 |
| 2 | 216 | 122 | 6.5 |
| 3 | 195 | 93 | 6.3 |
| 4.8 | 155 | 81 | 5.7 |
实施例4：
用稀土Y替代实施例1中的La，按照Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2.8wt％)Y的组成通式进行原料配比，其中Mg-Y稀土中间合金锭中的稀土Y占中间合金重量百分比为16wt％。其余操作同实施例1；合金室温主要力学性能分别列于表4。
表4：实施例4中合金室温主要力学性能
| 合金中Y含量wt％ | 抗拉强度MPa | 屈服强度MPa | 伸长率％ |
| 0.2 | 240 | 127 | 16 |
| 1 | 196 | 101 | 7.5 |
| 2 | 172 | 81 | 6.8 |
| 2.8 | 175 | 79 | 8.4 |
Claims (2)
1、镁-锌-稀土合金，其特征在于，其组成为：1)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2wt％)La，杂质元素Fe、Ni、Cu和Si的总量小于0.05wt％，其余为Mg；其组成通式为：1)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2wt％)La；或
2)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2wt％)Nd，杂质元素Fe、Ni、Cu和Si的总量小于0.05wt％，其余为Mg；其组成通式为：2)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2wt％)Nd；或
3)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～4.8wt％)Gd，杂质元素Fe、Ni、Cu和Si的总量小于0.05wt％，其余为Mg；其组成通式为：3)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～4.8wt％)Gd；或
4)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2.8wt％)Y，杂质元素Fe、Ni、Cu和Si的总量小于0.05wt％，其余为Mg，其组成通式为：4)Mg-4.5wt％Zn-(0.2wt％～2.8wt％)Y。
2、如权利要求1所述的镁-锌-稀土合金制备方法，其特征在于步骤和条件如下：
以纯度为99.9％的Mg锭、99.5％的Zn锭、纯度分别为99.5％的Mg-La、Mg-Nd、Mg-Gd和Mg-Y四种稀土中间合金锭为合金原料；四种稀土中间合金锭中的每种稀土La、Nd、Gd和Y分别占中间合金重量百分比为：28wt％、30wt％、39wt％和16wt％；
Mg锭、Zn锭和中间合金锭原料经分割、除油、干燥和去除氧化皮得到块状料；按照组成通式1)的质量配比进行称量，把原料块在熔盐池中蘸挂熔盐后加入到熔炼温度为800℃的熔炼炉内，所蘸挂熔盐选用NaCl∶KCl摩尔比为1∶3、纯度为化学纯的NaCl和KCl的混合熔盐；
向熔炼炉内的加料顺序为：金属Mg块、金属Zn块和稀土中间合金块，该熔炼炉的坩埚为石墨坩埚；保护剂氯化物熔盐组成与装炉合金蘸挂熔盐组成相同的所蘸挂熔盐选用NaCl∶KCl摩尔比为1∶3、纯度为化学纯的NaCl和KCl的混合熔盐，所有炉料融化后搅拌2分钟，合金静置15分钟，浇注温度720℃，浇注金属模具预热温度200℃，合金液经撇盐后、挡渣浇注预热的金属模具中，然后将得到的合金进行热处理，热处理分为固溶和人工时效处理两部分，固溶处理条件为：在520℃保温6小时后出炉产品在80℃的水中水淬；人工时效处理条件为：时效温度200℃，时效时间为18小时，得到含锌4.5％的组成通式1)的镁-锌-稀土系合金；或者，
用组成通式2)、3)或4)的质量配比进行称量原材料，其余的制备条件同组成通式1)的镁-锌-稀土系合金的制备条件，得到含锌4.5％的组成通式2)、3)或4)的镁-锌-稀土系合金。
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