CN101403064B

CN101403064B - 一种添加Ag增强的镁锂合金

Info

Publication number: CN101403064B
Application number: CN2008101374637A
Authority: CN
Inventors: 王君; 门枢; 李茹民; 张密林
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2028-11-06
Also published as: CN101403064A

Abstract

本发明提供的是一种添加Ag增强的镁锂合金。它是由纯镁、纯锂、纯铝、纯锌、纯银熔炼而成的，合金的成分以的重量百分比为Li：8％、Al：2.5-3.5％、Zn：1.0-1.5％、Ag：0.2-1.0％，余量为Mg。本发明在保持高强度的基础上，能提高合金塑性、时效稳定性、耐高温性能。采用本发明的方法制成的新型镁锂合金，其机械性能为：室温下，抗拉强度：190～260MPa，屈服强度：160～250MPa，延伸率为：18～35％，抗冲击韧性为：290～470KJ/m²，密度为：1.25～1.52g/cm³；150℃下，抗拉强度：130～200MPa，屈服强度：120～180MPa，延伸率为：15～28％。

Description

一种添加Ag增强的镁锂合金

(一)技术领域

本发明涉及的是一种合金，具体的说是一种添加Ag增强的镁锂合金。

(二)背景技术

镁锂合金被认为是最轻的结构金属，它不仅具有极低的密度，高的比强度、比刚度，还具有良好的磁屏蔽、防震等性能，因此在通讯电子工业、军工和航空航天工业等领域具有广阔的发展前景。

但由于镁锂合金的强度较低，时效稳定性和耐腐蚀性差，制约了镁锂合金的发展。通常，加入合金元素是有效提高镁锂合金性能的方法。张密林等人公开的专利(一种高强度的镁锂合金，公开号：CN101121981A)中，添加了Al、Zn、Ce对合金进行增强，制备了α单相镁锂合金，其具有较高的强度。但其Li的含量在7wt％以下，对于合金密度的降低效果不明显，而且α单相为密排六方结构，塑性较差；周铁涛等人公开的专利(一种含锂镁合金材料及其制备方法，公开号：CN 1605650A)中加入Al、Zn、Zr、RE等作为合金元素，制备了具有较高强度和较低密度的镁锂合金。但其Li的含量超过11wt％，这势必会增加合金的成本，而且造成合金的耐腐蚀性和热稳定性的急剧下降；D.K.Xu等人(D.K.Xu，L.Liu，Y.B.Xu，Scripta Materialia.285.57(2007))，在镁锂合金中加入了Zn、Y对合金进行增强，得到了强度较高且塑性较好的合金。但由于加入Zn的量在3wt％以上，不但增加了合金的密度，而且合金的组织及性能稳定性差，易产生过时效问题。

在合金中添加Ag，能够抑制α相生长而促进β相生长的作用；同时Ag添加的镁锂合金稳定性提高，抗蠕变性能和耐高温性能提高。由于Ag的熔点较高，所以熔炼的温度高、时间长，而Li又容易被氧化，在熔炼过程中会发生氧化夹杂同时使合金的成分发生变化。采用真空熔炼的方法，可以避免原料与空气接触，极大程度的避免了氧化；同时在交变电磁场作用下，物料内部产生涡流从而起到搅拌的作用，能够使炉中熔体的成分和温度均较均匀。

尽管国内外学者对镁锂合金的研究做了大量工作，但是添加Ag来增强镁锂合金性能的文献，目前尚未见报道。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种在保持高强度的基础上，提高合金塑性、时效稳定性、耐高温性能的一种添加Ag增强的镁锂合金。

本发明的目的是这样实现的：它是由纯镁、纯锂、纯铝、纯锌、纯银熔炼而成的，合金的成分的重量百分比为Li：8％、Al：2.5-3.5％、Zn：1.0-1.5％、Ag：0.2-1.0％，余量为Mg。

本发明中还可以含有Y元素，所述的Y元素以镁钇中间合金的形式加入，Y元素的重量比含量为1.0％。

本发明将Ag加入镁锂合金中。该合金由纯镁、纯锂、纯铝、纯锌、纯银以及镁钇中间合金熔炼而成，其纯度均在99.95％以上。熔炼在真空感应熔炼炉中进行。熔炼之前先将炉内抽至真空状态，再充入保护气(氩气)，然后开始熔炼(整个熔炼过程均处于氩气保护状态下)，熔炼后的熔体浇铸到金属模具中，得到铸态合金。所得到的铸态合金在350±10℃下进行均匀化处理，然后把均匀化处理后的合金进行变形加工(挤压或轧制)，得到变形态合金。Ag具有显著改善Al、Zn强化镁锂合金组织及性能稳定性的作用，同时能增强时效强化效应，以及提高镁锂合金的高温强度和抗蠕变能力。同时Li含量的升高使合金处于α+β双相区，以及合金元素的加入，使得合金在保持较高强度的基础上，提升了合金的塑性，并且降低了合金的密度。

采用本发明的方法制成的新型镁锂合金，其机械性能为：室温下，抗拉强度：190～260MPa，屈服强度：160～250MPa，延伸率为：18～35％，抗冲击韧性为：290～470KJ/m²，密度为：1.25～1.52g/cm³；150℃下，抗拉强度：130～200MPa，屈服强度：120～180MPa，延伸率为：15～28％。

(四)具体实施方式

下面举例对本发明做更详细地描述：

实施例1：

镁锂合金的成分以及重量百分比为：Li：8％、Al：3％、Zn：1％、Ag：0.2％，余量为Mg。熔炼在真空感应熔炼炉中进行。熔炼之前先将炉内抽至真空状态，再充入保护气(氩气)，然后开始熔炼(整个熔炼过程均处于氩气保护状态下)，熔炼后的熔体浇铸到金属模具中，得到铸态合金。所得到的铸态合金在350±10℃下进行均匀化处理，然后把处理后的合金进行变形加工(挤压或轧制)，得到变形态合金。变形态的合金在电子万能试验机上进行力学性能测试，用阿基米德法测试合金的密度。

所得的镁锂合金在室温下，抗拉强度为：205MPa，屈服强度为：180MPa，延伸率为：20％，抗冲击韧性为：330KJ/m²，密度为：1.40g/cm³；150℃下，抗拉强度：135MPa，屈服强度：120MPa，延伸率为：15％。

实施例2：

其它实验条件同实施例1，镁锂合金的成分以及重量百分比为：Li：8％、Al：2.5％、Zn：1.5％、Ag：0.5％，余量为Mg。变形态的合金在电子万能试验机上进行力学性能测试，用阿基米德法测试合金的密度。

所得的镁锂合金在室温下，抗拉强度为：210MPa，屈服强度为：189MPa，延伸率为：22％，抗冲击韧性为：420KJ/m²，密度为：1.44g/cm³；150℃下，抗拉强度：165MPa，屈服强度：145MPa，延伸率为：18％。

实施例3：

其它实验条件同实施例1，镁锂合金的成分以及重量百分比为：Li：8％、Al：3.5％、Zn：1.5％、Ag：1％，余量为Mg。变形态的合金在电子万能试验机上进行力学性能测试，用阿基米德法测试合金的密度。

所得的镁锂合金在室温下，抗拉强度为：220MPa，屈服强度为：210MPa，延伸率为：24％，抗冲击韧性为：350KJ/m²，密度为：1.50g/cm³；150℃下，抗拉强度：180MPa，屈服强度：162MPa，延伸率为：22％。

实施例4：

其它实验条件同实施例1，镁锂合金的成分以及重量百分比为：Li：8％、Al：3％、Zn：1％、Y：1％，Ag：0.2％，余量为Mg。变形态的合金在电子万能试验机上进行力学性能测试，用阿基米德法测试合金的密度。

所得的镁锂合金在室温下，抗拉强度为：240MPa，屈服强度为：232MPa，延伸率为：31％，抗冲击韧性为：337KJ/m²，密度为：1.42g/cm³；150℃下，抗拉强度：166MPa，屈服强度：148MPa，延伸率为：18％。

实施例5：

其它实验条件同实施例1，镁锂合金的成分以及重量百分比为：Li：8％、Al：3％、Zn：1％、Y：1％，Ag：1％，余量为Mg。变形态的合金在电子万能试验机上进行力学性能测试，用阿基米德法测试合金的密度。

所得的镁锂合金在室温下，抗拉强度为：255Mpa，屈服强度为：230MPa，延伸率为：32％，抗冲击韧性为：320KJ/m²，密度为：1.48g/cm³；150℃下，抗拉强度：155MPa，屈服强度：132MPa，延伸率为：15％。

Claims

1.一种添加Ag增强的镁锂合金，其特征是：它是由纯镁、纯锂、纯铝、纯锌、纯银熔炼而成的，合金的成分的重量百分比为Li：8％、Al：2.5-3.5％、Zn：1.0-1.5％、Ag：0.2-1.0％，余量为Mg。

2.根据权利要求1所述的一种添加Ag增强的镁锂合金，其特征是：Al的重量百分比为3.5％、Zn的重量百分比为1.5％、Ag的重量百分比为1％。

3.根据权利要求1所述的一种添加Ag增强的镁锂合金，其特征是：Al的重量百分比为2.5％、Zn的重量百分比为1.5％、Ag的重量百分比为0.5％。

4.根据权利要求1所述的一种添加Ag增强的镁锂合金，其特征是：Al的重量百分比为3％、Zn的重量百分比为1％、Ag的重量百分比为0.2％，还包括重量百分比为1％的Y。

5.根据权利要求1所述的一种添加Ag增强的镁锂合金，其特征是：Al的重量百分比为3％、Zn的重量百分比为1％、Ag的重量百分比为1％，还包括重量百分比为1％的Y。