CN110004342B

CN110004342B - 一种高强高弹性模量变形镁合金及其制备方法

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Publication number: CN110004342B
Application number: CN201910439592.XA
Authority: CN
Inventors: 周吉学; 李培亮; 马百常; 张素卿; 赵国辰; 王瑨; 程开明; 吴建华; 唐守秋
Original assignee: New Material Institute of Shandong Academy of Sciences
Current assignee: New Material Institute of Shandong Academy of Sciences
Priority date: 2019-05-24
Filing date: 2019-05-24
Publication date: 2020-08-07
Anticipated expiration: 2039-05-24
Also published as: CN110004342A

Abstract

本发明涉及一种高强高弹性模量变形镁合金及其制备方法，由以下质量百分数的元素组成：Zn：6.5～15.0％；Zr：0.3～0.5％；Sr：0.1～0.5％；Sc：0.01～0.1％；其余为镁，镁合金为亚共晶合金，合金中的共晶相为断续状分布。将原料经过熔炼、雾化、热压烧结、挤压成形和时效处理获得所述镁合金。弹性模量达到56‑67GPa。

Description

一种高强高弹性模量变形镁合金及其制备方法

技术领域

本发明属于金属材料制备技术领域，具体涉及一种高强高弹性模量变形镁合金及其制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

作为目前实际应用中最轻的金属结构材料，镁合金具有质轻、减震、电磁屏蔽性能好、良好的切削加工性等的优点，在航空航天、电子产品、汽车等行业具有重要应用价值和广泛应用前景，被人们誉为“21世纪最具发展潜力和前途的绿色工程材料”。

根据成型方式不同，镁合金主要分为铸造镁合金和变形镁合金两大类。相对于铸造镁合金，变形镁合金经过塑性变形，通过材料结构的控制、热处理工艺的应用，得益于组织细化和加工硬化作用，可获得更高的强度、更好的延展性和更多样化的力学性能，从而满足多样化工程结构件的应用需求，因此变形镁合金相比于铸造镁合金具有更大的发展潜力。

然而，变形镁合金的发展和应用仍然存在以下问题：(1)镁合金为典型密排六方结构，变形能力较差；(2)相对于变形铝合金或钢铁材料，变形镁合金的弹性模量和强韧性仍需要进一步提高；(3)部分高强度变形镁合金含有大量稀土元素(如Mg-Gd-Y系列)，成本高，难以适应大面积工业应用。因此有必要开发低成本高强度的变形镁合金及其制备工艺，从而拓展镁合金的应用领域。

目前应用最多的商业变形镁合金系主要有AZ、ZK、AM以及Mg-RE系，其中AZ与AM系列变形镁合金以Al为主合金元素，合金强度相对较低；Mg-RE系列变形镁合金以Mg-Gd-Y-Zr合金为代表，以稀土为主合金元素，强度高，但是合金成本高。ZK系列镁合金是变形镁合金的中主要商业系列之一，具有较高的力学性能。合金中主合金元素Zn在镁合金中具有显著的时效强化效果，但是Zn含量一般低于6％。由于Zn元素超过6.2％后，镁合金进入亚共晶区域，在组织中形成大量的共晶Mg-Zn相，呈连续或半连续分布于枝晶间或晶界处，会增加合金热裂性和降低合金的塑性变形能力，同时降低合金变形后的力学性能。弹性模量(刚度)是结构材料应用的一个重要性能指标，目前上述应用的商业变形镁合金弹性模量在40-50GPa之间，相对于钢铁材料(100-200GPa)和铝合金(70-100GPa)具有很大劣势。

现有专利中，申请公布号为CN201410334746.6的中国专利公开了一种高强度、高韧性稀土镁合金，该合金含有7-12％Zn元素和多种稀土元素，主要发挥了稀土元素的强化作用，但未充分发挥Zn元素的强化作用，总体力学性能较低，抗拉强度低于300MPa。申请公布号为CN201410559437.9的中国专利公开了一种准晶增强多元镁合金及其制备方法，合金中含有6.0-16％Zn、1.4-3.6％Y、0.1-0.5％Ho、0.1-0.5％Er、0.05-1.2％Mn、0.02-1.6％Ti、0.05-1.8％Zr，采用铸造加挤压的制备方式，合金主要通过Mg-Zn-RE准晶相实现合金强化，成分中稀土含量高导致成本较高。申请公布号为CN200710011501.X的中国专利公开了一种有效利用稀土元素Y强化Mg-Zn-Y-Zr系镁合金及制备方法，采用铸造加挤压的制备方式，合金主要通过Mg-Zn-Y准晶相实现合金强化，成分中稀土含量高导致成本较高。申请公布号为CN201110186910.X的中国专利公开了一种具有高强度和高屈强比的镁合金及其制备方法，合金含有5.0～9.0％Zn，0.5～1.5％Mn，1～10％Sn本发明材料通过塑性成形及成形后选择合理的热处理工艺条件可获得高强度和高屈强比，具有良好的低温挤压性和成型性能，Sn元素在合金中发挥了强韧化作用。申请公布号为CN201410245828.3的中国专利公开了一种超塑性镁合金及其制备方法，合金中含有10～30wt.％Zn和10～15wt.％Er，通过熔炼工艺和挤压工艺进行制备获得，合金具有良好的塑性，但是该合金含有大量贵重稀土元素Er，成本高。申请公布号为CN201310718357.9的中国专利公开了一种高锌变形镁合金及其制备加工方法。所发明镁合金含有8～12％Zn，0.5～1.5％Ca，0.5～1.0％MM，通过合金熔炼(机械搅拌+超声处理)，半固态挤压，均匀化处理，再变形和时效变形热处理制备获得，合金具有良好的室温力学性能和耐热性。该发明合金含有稀土元素，且制备过程需要经过多次熔体处理、变形处理和热处理，制备工艺相对较为繁琐，造成成本较高。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是提供一种高强高弹性模量变形镁合金及其制备方法。解决现有技术中镁合金力学性能尤其是弹性模量和强度较低等问题，所述镁合金材料为高强度、高弹性模量的变形镁合金材料，通过熔体雾化、热压烧结、挤压成形以及后续的时效强化处理获得高强度和高弹性模量。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种高强高弹性模量变形镁合金，由以下质量百分数的元素组成：Zn：6.5～15.0％；Zr：0.3～0.5％；Sr：0.1～0.5％；Sc：0.01～0.1％；其余为镁，镁合金为亚共晶合金，合金中的共晶相为断续状分布。

在一些实施例中，由以下质量百分数的元素组成：Zn：9～11.0％；Zr：0.4～0.5％；Sr：0.3～0.5％；Sc：0.05～0.1％；其余为镁，镁合金为亚共晶合金，合金中的共晶相为断续状分布。

本发明的设计思路为：采用Zn作为第一组分，其质量百分含量为6.5～15.0％。在目前商业合金中，Zn元素在镁合金中具有显著的时效强化效果，由于在Mg-Zn二元平衡相图中，Zn元素在镁中最大固溶度为6.26％，超过6.26％后，Mg-Zn合金进入亚共晶区域，在组织中形成大量的共晶Mg-Zn相，呈连续或半连续分布于枝晶间或晶界处，会增加合金热裂性和降低合金的塑性变形能力，因此Zn含量一般低于6％。本发明为获得高的合金强度和弹性模量，设计Zn含量在6.5～15.0％，结合后续的具有快速凝固特征的熔体雾化工艺，可以提高Zn元素在镁基体中的固溶含量，从而更大程度的利用Zn元素在镁合金中的强化作用；同时获得超细合金组织，提高了合金的塑性变形能力；另外高Zn含量导致的基体中的高固溶含量Zn原子和在组织中的大量共晶相，可以使得本合金具有优异的弹性模量。

(2)Zr元素作为Mg-Zn合金的晶粒细化元素，含量为0.3～0.5％，可以显著细化合金晶粒。

(3)Sr元素作为微量元素，含量为0.1～0.5％，由于本发明合金为亚共晶合金，在枝晶间和晶界处易于形成半连续或连续分布的共晶相，作为表面活性元素，Sr元素能变质合金中的共晶相，将其变为断续状分布，从而提高合金塑性变形能力；同时微量Sr元素对具有一定的晶粒细化作用。

(4)Sc元素作为微量元素，含量为0.01～0.1％，微量Sc元素对Mg-Zn合金中具有时效强化效果的GP区和Mg-Zn纳米相的析出过程具有显著的促进和加强作用，可以有效的提高时效强化效果。

一种高强高弹性模量变形镁合金的制备方法：具体步骤为：

利用纯Mg、纯Zn、Mg-Zr中间合金、Mg-Sr中间合金和Mg-Sc中间合金为原材料，通过熔炼、雾化、热压烧结、挤压成形和时效处理获得所述镁合金。

制备方法的设计思路为：1)通过熔炼得到合金母料；2)合金母料通过雾化实现合金熔体的快速凝固，超过合金平衡状态下的最大固溶度6.26％，通过雾化可以显著提高Zn元素在镁基体中的固溶浓度，最大程度的发挥Zn元素的强化作用；同时合金雾化可以获得超细合金组织，包括合金晶粒和共晶相尺寸得到显著细化，从而提高后续合金的挤压变形能力；通过合金雾化与后续热压烧结可以直接获得挤压坯料，避免了合金半连续铸造过程中的合金热裂发生；3)合金真空热压烧结成块体：获得高致密度的合金变形坯料；4)合金的挤压加工：获得所需要规格的合金产品，同时在挤压过程中实现合金组织细化和加工硬化，大幅度提高合金力学性能；5)挤压材的热处理工艺：采用时效热处理可以实现在挤压合金中形成大量纳米强化相，从而进一步强化合金，提高合金强度与弹性模量。

在一些实施例中，上述制备方法的具体步骤为：

将原材料分别进行预热，首先向电阻炉中加入纯镁加热，然后依次再加入、纯锌并Mg-Zr中间合金、Mg-Sr中间合金和Mg-Sc中间合金，降温、保温、降温、浇铸成锭；

将母锭超声雾化得到雾化粉体；

雾化后的粉体压制成块体，块体进行热压烧结；

将热压烧结后的块体依次进行预热、挤压成型；

挤压材进行时效处理，冷却。

本发明中先加入镁和锌：先加入纯镁，因为纯镁占有80％以上的体量，熔化后形成熔体，后续再加入纯锌和其他中间合金，会被镁熔体覆盖，便于中间合金快速熔化，避免后续加入的合金烧损。

本发明选择加入中间合金：因为Zr、Sr、Sc单质很难在镁熔体中溶解，中间合金易于加入获得均匀块体材料。

优选的，混合料预热的温度为150-250℃；优选的，预热的时间为30～60min；优选的，熔炼的过程中，电阻炉中加入保护气体，保护气体为CO₂和SF₆混合气体；进一步优选的，CO₂和SF₆混合气体中体积组成为CO₂99～99.5份，SF₆0.5～1.0份；优选的，熔炼的过程中，电阻炉中加热的温度为720～750℃；优选的，熔炼的过程中，第一次降温后的温度为700-730℃；优选的，熔炼的过程中，保温的时间为20～30min；优选的，第二次降温后的温度为660～670℃。

优选的，雾化处理利用封闭式超声气体雾化装置进行，雾化的过程为真空条件加热熔融锭材，将熔体经过喷嘴进行喷出雾化；进一步优选的，雾化的条件为真空，压力为0.1-0.15Mpa；进一步优选的，雾化的温度为680-720℃；进一步优选的，加热的时间为5-10min。

熔体流经雾化喷嘴，利用超声产生脉动气流，将熔液击碎成微小液滴并喷射沉积在一个水冷的钢制沉积载体上，获得雾化粉体。

水冷载体可以使得合金液滴快速凝固，得到细小组织的雾化粉体。

雾化过程可以获得高Zn含量的镁基合金，使得合金具有优异的时效强化潜力，并提高合金的弹性模量。

优选的，热压烧结的温度为200-300℃；优选的，热压时间为30-60min；优选的，烧结压力为15-20MPa。

热压烧结的参数对制备的镁合金的影响：温度过低，粉体结合性不够，不能获得高致密度块体；温度过高，会引起粉体氧化。

热压烧结使经过雾化后的粉体进行致密化处理，使镁合金的整体进行硬化，获得大体积块体挤压坯料。

优选的，挤压成型的过程中，预热的温度为250～350℃；优选的，预热的时间为2-4h；优选的，挤压机的操作参数为挤压筒的内径为120-130mm，挤压筒的温度为250-350℃，挤压速度为13-18mm·s^-1，挤压比为35-45。

挤压的过程促进镁合金的组织细化，并获得形变强化效果，可进一步提高合金强度。

优选的，时效处理采用时效工艺T5；进一步优选的，时效处理的温度为175～250℃；进一步优选的，时效处理的时间为12～64小时；优选的，时效处理后空冷至室温。

时效处理过程中，合金中形成大量纳米强化相，可以有效的增强合金基体，提高合金强度与弹性模量。

上述的镁合金在航空航天、电子产品、汽车领域中的应用。

优选的，所述应用领域包括笔记本外壳、手机外壳、汽车的车门骨架、航空航天中的行李箱骨架。

本发明的有益效果：

(1)合金中含有大量(6.5～15.0％)的具有时效强化作用的Zn元素，可以更大程度的利用Zn元素在镁合金中的时效强化作用，从而获得优异的强度；另外高Zn含量导致的基体中的高固溶含量Zn原子和在组织中的大量共晶相，可以使得本合金具有优异的弹性模量。

(2)通过添加微量的表面活性元素Sr，可以变质合金中的共晶相，将其变为断续状分布，从而提高合金塑性变形能力。

(3)本发明中的Sc元素，为微量添加元素，不大幅增加合金成本，同时微量添加即可对Mg-Zn合金中具有时效强化效果的GP区和Mg-Zn纳米相的析出过程具有显著的促进和加强作用，可以有效的提高时效强化效果。

(4)本发明通过雾化实现合金熔体的快速凝固，可以显著提高Zn元素在镁基体中的固溶浓度，最大程度的发挥Zn元素的强化作用；同时合金雾化可以获得超细合金组织，包括合金晶粒和共晶相尺寸得到显著细化，从而提高后续合金的挤压变形能力。

(5)本合金通过合金雾化与后续热压烧结可以直接获得挤压坯料，避免了合金半连续铸造过程中的合金热裂发生。

(6)合金中不含有稀土元素，成本较低。

(7)合金通过雾化、挤压等工艺获得的合金致密度高，力学性能优异。

(8)本发明挤压态合金经时效处理后，室温弹性模量可达到55GPa以上，抗拉强度可达到430MPa以上，屈服强度可以达到360MPa以上，延伸率可达到5％以上。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明镁合金(实施例2)铸态组织金相照片。

图2为本发明镁合金(实施例2)的雾化粉体扫描电镜形貌照片。

图3为本发明镁合金(实施例2)的挤压态金相组织照片。

图4为本发明镁合金(实施例2)的挤压时效态透射电镜组织照片。

图5为对比例1的铸态组织金相照片。

图6为对比例2的铸态组织金相照片。

图7为对比例3的铸态组织金相照片。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术中记载的，本发明解决了一种高Zn含量、综合性能良好(高弹性模量和强韧性)的变形镁合金及其相适应的制备方法。现有的文献或专利中并没有提到提高镁合金的弹性模量(刚度)，本申请解决了提高镁合金弹性模量的问题。本发明所述弹性模量(刚度)与强度、塑性(延伸率)等均不同。

下面结合实施例对本发明进一步说明

实施例1：

合金成分(质量百分比)为：Zn为10.0％，Zr为0.4％，Sr为0.3％，Sc为0.1％，其余为镁和不可避免杂质。

实施例2：

合金成分(质量百分比)为：Zn为8.0％，Zr为0.3％，Sr为0.3％，Sc为0.05％，其余为镁和不可避免杂质。

实施例3：

合金成分(质量百分比)为：Zn为13.0％，Zr为0.5％，Sr为0.5％，Sc为0.1％，其余为镁和不可避免杂质。

实施例4

按上述实施例1的成分配比，用如下方法得到本发明镁合金：

(1)合金熔炼与浇铸：先将纯Mg、纯Zn、Mg-Zr中间合金、Mg-Sr中间合金和Mg-Sc中间合金在150℃下预热30分钟；在通有CO₂和SF₆混合气体保护的电阻炉中加热纯Mg，在720℃保温使母料全部熔化，然后加入预热后的纯Zn，全部熔化后，再加入预热后的Mg-Zr中间合金、Mg-Sr中间合金和Mg-Sc中间合金，降温至700℃后保温20分钟，待合金化元素完全熔解，搅拌均匀，静置保温20分钟后降温到660℃，在CO₂和SF₆混合气体保护下浇铸成锭。CO₂和SF6混合气体中，按体积百分比计，CO₂占99份，SF₆占1.0份。

(2)合金雾化：采用封闭式超声气体雾化装置完成。将母锭置于真空条件下，充入氩气使压力达到0.1MPa，加热到680℃重熔，保温5min，熔体流经雾化喷嘴，利用超声产生脉动气流，将熔液击碎成微小液滴并喷射沉积在一个水冷的钢制沉积载体上，获得雾化粉体。

(3)合金真空热压烧结成块体：采用真空热压烧结炉将所述合金粉体进行真空热压烧结成块，首先将合金雾化粉末在压力下压制成块体，然后进行热压烧结，热压烧结温度为200℃，热压时间为30min，烧结压力为15MPa。

(4)合金的挤压加工：将合金热压烧结块体进行机加工成φ120×200mm的挤压棒材坯料，然后在250℃下预热2小时，然后在800T挤压机上进行挤压，挤压筒内径为120mm，挤压筒温度为250℃，挤压速度为13mm·s^-1，挤压比为35，挤压出棒材进行空冷。

(5)挤压材的热处理工艺：挤压棒材在175℃下时效12小时，空冷至室温。

实施例5

按上述实施例2的成分配比，用如下方法得到本发明镁合金：

(1)合金熔炼与浇铸：先将纯Mg、纯Zn、Mg-Zr中间合金、Mg-Sr中间合金和Mg-Sc中间合金在200℃下预热45分钟；在通有CO₂和SF₆混合气体保护的电阻炉中加热纯Mg，在730℃保温使母料全部熔化，然后加入预热后的纯Zn，全部熔化后，再加入预热后的Mg-Zr中间合金、Mg-Sr中间合金和Mg-Sc中间合金，降温至710-℃后保温25分钟，待合金化元素完全熔解，搅拌均匀，静置保温30分钟后降温到670℃，在CO₂和SF₆混合气体保护下浇铸成锭。CO₂和SF6混合气体中，按体积百分比计，CO₂占99～99.5％，SF₆占0.5～1.0％。

(2)合金雾化：采用封闭式超声气体雾化装置完成。将母锭置于真空条件下，充入氩气使压力达到0.15MPa，加热到700℃重熔，保温8min，熔体流经雾化喷嘴，利用超声产生脉动气流，将熔液击碎成微小液滴并喷射沉积在一个水冷的钢制沉积载体上，获得雾化粉体。

(3)合金真空热压烧结成块体：采用真空热压烧结炉将所述合金粉体进行真空热压烧结成块，首先将合金雾化粉末在压力下压制成块体，然后进行热压烧结，热压烧结温度为250℃，热压时间为45min，烧结压力为18MPa。

(4)合金的挤压加工：将合金热压烧结块体进行机加工成φ120×200mm的挤压棒材坯料，然后在300℃下预热4小时，然后在800T挤压机上进行挤压，挤压筒内径为125mm，挤压筒温度为300℃，挤压速度为15mm·s^-1，挤压比为40，挤压出棒材进行空冷。

(5)挤压材的热处理工艺：挤压棒材在175℃下时效36小时，空冷至室温。

实施例6

按上述实施例3的成分配比，用如下方法得到本发明镁合金：

(1)合金熔炼与浇铸：先将纯Mg、纯Zn、Mg-Zr中间合金、Mg-Sr中间合金和Mg-Sc中间合金在250℃下预热60分钟；在通有CO₂和SF₆混合气体保护的电阻炉中加热纯Mg，在750℃保温使母料全部熔化，然后加入预热后的纯Zn，全部熔化后，再加入预热后的Mg-Zr中间合金、Mg-Sr中间合金和Mg-Sc中间合金，降温至730℃后保温30分钟，待合金化元素完全熔解，搅拌均匀，静置保温30分钟后降温到670℃，在CO₂和SF₆混合气体保护下浇铸成锭。CO₂和SF6混合气体中，按体积百分比计，CO₂占99.5份，SF₆占0.5份。

(2)合金雾化：采用封闭式超声气体雾化装置完成。将母锭置于真空条件下，充入氩气使压力达到0.15MPa，加热到720℃重熔，保温10min，熔体流经雾化喷嘴，利用超声产生脉动气流，将熔液击碎成微小液滴并喷射沉积在一个水冷的钢制沉积载体上，获得雾化粉体。

(3)合金真空热压烧结成块体：采用真空热压烧结炉将所述合金粉体进行真空热压烧结成块，首先将合金雾化粉末在压力下压制成块体，然后进行热压烧结，热压烧结温度为300℃，热压时间为60min，烧结压力为20MPa。

(4)合金的挤压加工：将合金热压烧结块体进行机加工成φ120×200mm的挤压棒材坯料，然后在350℃下预热4小时，然后在800T挤压机上进行挤压，挤压筒内径为130mm，挤压筒温度为350℃，挤压速度为18mm·s^-1，挤压比为45，挤压出棒材进行空冷。

(5)挤压材的热处理工艺：挤压棒材在250℃下时效64小时，空冷至室温。

本发明实施例1～3获得的合金室温力学性能如表2所示。

表1本发明所述镁合金材料的室温力学性能

对比例1

与实施例2不同的是，合金成分(质量百分比)为：Zn为5.0％，Zr为0.3％，Sr为0.3％，Sc为0.05％，其余为镁和不可避免杂质。

由图5可知，Zn含量低，固溶与时效强化效果比较弱，包括凝固过程中共晶相明显减少，导致弹性模量和强度不高。

对比例2

合金成分(质量百分比)为：Zn为8.0％，Zr为0.2％，Sr为0.3％，Sc为0.05％，其余为镁和不可避免杂质。

由图6可知，Zr含量低，合金晶粒细化效果不够，导致合金强度较低。

对比例3

合金成分(质量百分比)为：Zn为8.0％，Zr为0.3％，Sr为0.7％，Sc为0.05％，其余为镁和不可避免杂质。

由图7可知，Sr含量过高，在合金组织中形成了针状相，容易在合金变形过程中割裂基体，导致力学性能(尤其是延伸率)降低，同时增加了合金成本。

表2本发明对比例1-3所述镁合金材料的室温力学性能

如图1所示，合金在铸态时组织为直径60μm左右的等轴晶，由初生相和共晶相组成，共晶相尺寸较大，呈断续状分布，因此需要通过雾化进一步细化晶粒和共晶相来提高其性能。

如图2所示，合金经过雾化得到的粉体颗粒度细小均匀，尺寸大约在5μm。

如图3所示，合金均发生了完全的动态再结晶，形成了均匀的等轴晶粒。

如图4所示，合金经过挤压并时效处理后在组织中形成了大量纳米尺寸增强相，可以显著强化合金性能。

实施例结果表明，本合金经过熔炼、雾化、真空热压烧结获得的挤压坯料具有良好的成型性能，可以在300℃完成挤压成形；挤压棒材经过时效处理后可获得高的优异弹性模量以及抗拉强度和屈服强度，同时具有良好的塑性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高强高弹性模量变形镁合金的制备方法，其特征在于：利用纯Mg、纯Zn、Mg-Zr中间合金、Mg-Sr中间合金和Mg-Sc中间合金为原材料，通过熔炼、雾化、热压烧结、挤压成形和时效处理获得高强高弹性模量变形镁合金；

所述镁合金由以下质量百分数的元素组成：Zn：9～11.0％；Zr：0.4～0.5％；Sr：0.3～0.5％；Sc：0.05～0.1％；其余为镁，镁合金为亚共晶合金，合金中的共晶相为断续状分布。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：制备方法具体为：将混合料分别进行预热，依次向电阻炉中加入纯镁、纯锌并加热，然后再加入Mg-Zr中间合金、Mg-Sr中间合金和Mg-Sc中间合金，降温、保温、降温、浇铸成锭；

将母锭超声雾化得到雾化粉体；

雾化后的粉体压制成块体，块体进行热压烧结；

将热压烧结后的块体依次进行预热、挤压成型；

挤压材进行时效处理，冷却。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：混合料预热的温度为150-250℃。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：预热的时间为30～60min。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：熔炼的过程中，电阻炉中加热的温度为720～750℃。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：熔炼的过程中，第一次降温后的温度为700-730℃。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：熔炼的过程中，保温的时间为20～30min。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：第二次降温后的温度为660～670℃。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：纯镁、纯锌、Mg-Zr中间合金、Mg-Sr中间合金和Mg-Sc中间合金的质量比为Zn：9～11.0％；Zr：0.4～0.5％；Sr：0.3～0.5％；Sc：0.05～0.1％，其余为Mg和不可避免杂质。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：熔炼的过程中，电阻炉中加入保护气体，保护气体为CO₂和SF₆混合气体。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于：CO₂和SF₆混合气体中体积组成为CO₂99～99.5份，SF₆0.5～1.0份。

12.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：雾化处理利用封闭式超声气体雾化装置进行，雾化的过程为真空条件加热熔融锭材，将熔体经过喷嘴进行喷出雾化。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于：雾化的条件为真空，压力为0.1-0.15Mpa。

14.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于：雾化的温度为680-720℃。

15.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于：加热的时间为5-10min。

16.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：挤压机的操作参数为挤压筒的内径为120-130mm，挤压筒的温度为250-350℃，挤压速度为13-18mm·s^-1，挤压比为35-45。

17.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：时效处理采用时效工艺T5。

18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于：时效处理的温度为175～250℃。

19.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于：时效处理的时间为12～64小时。

20.权利要求1-19任一项所述的制备方法制备得到的高强高弹性模量变形镁合金在航空航天、电子产品、汽车领域中的应用。

21.根据权利要求20所述的高强高弹性模量变形镁合金在航空航天、电子产品、汽车领域中的应用，其特征在于：所述应用领域包括笔记本外壳、手机外壳、汽车的车门骨架、航空航天中的行李箱骨架。