CN110819861A - 一种Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金及其制备方法 - Google Patents
一种Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110819861A CN110819861A CN201911358483.1A CN201911358483A CN110819861A CN 110819861 A CN110819861 A CN 110819861A CN 201911358483 A CN201911358483 A CN 201911358483A CN 110819861 A CN110819861 A CN 110819861A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- cast
- phase
- magnesium
- series
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- GCICAPWZNUIIDV-UHFFFAOYSA-N lithium magnesium Chemical compound [Li].[Mg] GCICAPWZNUIIDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 34
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 75
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 73
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910000946 Y alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910017073 AlLi Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- AHLBNYSZXLDEJQ-FWEHEUNISA-N orlistat Chemical compound CCCCCCCCCCC[C@H](OC(=O)[C@H](CC(C)C)NC=O)C[C@@H]1OC(=O)[C@H]1CCCCCC AHLBNYSZXLDEJQ-FWEHEUNISA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910021323 Mg17Al12 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910019400 Mg—Li Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 20
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 13
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract description 29
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 15
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 abstract description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 6
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 229910018137 Al-Zn Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018573 Al—Zn Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 229910008266 Li-Ag Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007857 Li-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008405 Li-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008445 Li—Ag Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008447 Li—Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007049 Li—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C23/00—Alloys based on magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明提供一种Mg‑Li‑Al‑Zn‑Y系铸造镁锂合金及其制备方法，合金成分在Mg‑Li二元相图的α+β双相区及β单相区，合金体系为Mg‑Li‑Al‑Zn‑Y系，包括按质量百分数计的如下元素：Li：8‑11％，Al：3‑4％，Zn：2.5‑3.5％，Y：0.5‑1.2％，余量为Mg及不可避免的杂质，所述铸造Mg‑Li‑Al‑Zn‑Y系合金具有轻质高强度。合金的制备以Mg、Li、Al、Zn和Mg‑20Y中间合金为原料，在镁合金感应熔铸设备中利用铁制坩埚通过真空熔炼氩气保护，浇铸冷却后，即得到Mg‑Li‑Al‑Zn‑Y系合金；本发明所提供的Mg‑Li‑Al‑Zn‑Y系合金具有较低的密度，密度范围1.52‑1.56g/cm3，合金元素的加入提高了镁锂合金的抗拉强度，抗拉强度范围180‑244MPa；本发明所制备的Mg‑Li‑Al‑Zn‑Y系合金含有AlLi、Al2Y和Mg17Al12等增强相，本发明制备工艺简单，制备出的Mg‑Li‑Al‑Zn‑Y系合金具有良好的力学性能，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于金属结构材料技术领域，涉及利用镁锂合金二元相图及组织优化设计镁锂合金的方法，具体涉及一种Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金及其制备方法。
背景技术
镁锂合金是迄今为止最轻的金属结构材料，其具有高比强度、比刚度等优点，在航空航天、武器装备等领域具有潜在的应用价值。然而，铸造镁锂合金绝对强度不高、力学性能不稳定限制了镁锂合金铸件的实际应用。
目前国内外提高镁锂合金抗拉强度的方法主要包括多元合金化、变质处理、冷轧、挤压、时效处理等。其中多元合金化是改善铸造镁锂合金力学性能最常用的方法，通常添加在Mg-Li合金中的元素主要有三类：一是固溶度较大的元素，如Ag、Cd、Hg、Zn、Al元素等，强化效果较好，但合金的组织性能稳定性较差；二是固溶度较小的元素，如Ni、Co、Cu、Ca、Sr元素等，强化效果较小，但组织及性能稳定性好；三是固溶度很小的元素，如K、Be、B、Cr、Mo元素等。
研究较广泛的体系为Mg-Li-Al系、Mg-Li-Zn系、Mg-Li-Ag系等三元体系，Al和Zn都是固溶度较大的元素，可以起到固溶强化的作用。尽管国内外众多学者对镁锂合金进行了广泛研究，但是依然需要进一步设计寻找具有稳定力学性能的镁锂合金，在降低密度的同时具有较高的抗拉强度。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金及其制备方法，加入稀土元素Y在凝固过程中形成Al2Y强化相，第二相的尺寸及其与主相的分布状态，对镁锂合金的力学性能有积极影响，有效提高镁锂合金的力学性能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金，按质量分数计，包括Li：8-11％，Al：3-4％，Zn：2.5-3.5％，Y：0.5-1.2％，余量为Mg及不可避免的杂质。
合金密度为1.52-1.56g/cm3，抗拉强度为180-244MPa。
组织包括α-Mg固溶体相、β-Li固溶体相、AlLi相、Al2Y相和Mg17Al12相。
Al2Y相富集在晶界周围。
一种Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按照权利要求1所述组分称量Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y，在保护气氛下熔炼Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y，得到熔融态Mg-Li-Al-Zn-Y系合金；
步骤2，将步骤所得熔融态Mg-Li-Al-Zn-Y系合金浇铸到预热的模具中，待铸锭充分冷却后，取出空冷，得到铸态合金。
步骤1中，Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y中间合金的纯度均不低于99％。
步骤1中，先将熔炼环境抽真空，压强低于20Pa后，再向熔炼环境中充入氩气，使得熔炼环境中的压力不超过大气压。
步骤1中，采用感应加热炉对合金进行加热熔炼。
步骤1中，将Mg-Li-Al-Zn-Y系合金在715±15℃搅拌3-5min，再保温静置10-12min。
步骤2中，模具的预热温度为300-320℃，铸锭随模具一起冷却至200-220℃取出空冷。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明选取合金成分在Mg-Li二元相图中处于两相区及β单相区之间的位置，铸态合金中包括Mg、Li、AlLi、Al2Y和Mg17Al12相，本发明所提供的Mg-Li-Al-Zn-Y系合金具有更低的密度，密度范围1.52-1.56g/cm3，合金元素的加入提高了镁锂合金的抗拉强度，抗拉强度最高可达244MPa；本发明所制备的Mg-Li-Al-Zn-Y系合金含有AlLi、Al2Y和Mg17Al12增强相；强度高于Mg-Li-Al-Zn铸态合金；镁锂合金中的AlLi相为软化相，Al2Y相为热稳定性较高的强化相，当Y含量较低时，Al2Y相主要弥散分布在晶界处，在塑性变形时可以对晶粒起到钉扎效果，阻碍晶界的滑移。
本发明经过熔炼铸造工艺制备Mg-Li-Al-Zn-Y合金，在保护气氛下进行熔炼，避免熔炼过程中金属元素的挥发和氧化，在合金凝固过程中Al2Y首先析出且富集在晶界周围，优先析出的Al2Y会阻碍其他晶粒的长大，细化晶粒，从而提高合金的强度，本发明制备工艺简单，适合工业化生产。
附图说明
图1为本发明合金成分在Mg-Li二元相图中的位置。
图2为本发明所制备的Mg-10Li-3Al-3Zn铸态合金的XRD图。
图3为本发明所制备的Mg-10Li-3Al-3Zn-0.5Y铸态合金的XRD图。
图4本发明所制备的Mg-10Li-3Al-3Zn-1Y铸态合金的XRD图。
图5为本发明所制备的Mg-10Li-3Al-3Zn铸态合金的SEM图。
图6为本发明所制备的Mg-10Li-3Al-3Zn-0.5Y铸态合金的SEM图。
图7为本发明所制备的Mg-10Li-3Al-3Zn-1Y铸态合金的SEM图。
图8为所制备的Mg-10Li-3Al-3Zn、Mg-10Li-3Al-3Zn-0.5Y以及Mg-10Li-3Al-3Zn-1Y铸态合金的应力-应变对比图。
图9为所制备的Mg-11Li-4Al-3Zn-0.8Y、Mg-8Li-3Al-3Zn-1Y、Mg-9Li-3Al-3Zn-1.2Y以及Mg-9Li-4Al-3Zn-1.2Y铸态合金的应力-应变对比图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
一种Mg-Li-Al-Zn系铸造镁锂合金，按质量分数计，包括Li：8-11％，Al：3-4％，Zn：2.5-3.5％，Y：0.5-1.2％，余量为Mg及不可避免的杂质；组织包括α-Mg固溶体相、β-Li固溶体相、AlLi相、Al2Y相和Mg17Al12相；Al2Y相分布在晶界周围；合金密度为1.52-1.56g/cm3，抗拉强度为180-244MPa。
一种Mg-Li-Al-Zn系铸造镁锂合金的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按照质量分数计Li：8-11％，Al：3-4％，Zn：2.5-3.5％，Y：0.5-1.2％称量Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y，先将感应加热炉抽真空，压强低于20Pa后，再向熔炼环境中充入氩气，使得熔炼环境中的压力不超过大气压在保护气氛下熔炼Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y，得到熔融态Mg-Li-Al-Zn-Y系合金；在715±15℃搅拌3-5min，再保温静置10-12min；Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y中间合金的纯度均不低于99％
步骤2，将步骤所得熔融态Mg-Li-Al-Zn-Y系合金浇铸到预热的模具中，待铸锭充分冷却后，取出空冷，得到铸态合金；模具的预热温度为300-320℃，铸锭随模具一起冷却至200-220℃取出空冷。
实施例1
根据Mg-Li-Al-Zn-Y系的组成，本实施例中，合金成分为Mg-10Li-3Al-3Zn；计算并称量原材料Mg、Li、Al和Zn，纯度均大于99％，将所述原材料放入坩埚中，抽真空后通氩气，利用镁合金感应熔铸设备在715±15℃下熔炼并搅拌3min，于715±15℃浇铸到温度300℃±5℃的模具中，铸锭充分冷却至200-220℃取出空冷，得到合金铸锭。
本实例制备出的镁锂合金密度1.52g/cm3，抗拉强度180MPa，规定塑性延伸强度137MPa。
实施例2
根据Mg-Li-Al-Zn-Y系的组成，本实施例中，合金成分为Mg-10Li-3Al-3Zn-0.5Y；计算并称量原材料Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y中间合金，纯度均大于99％，将所述原材料放入坩埚中，抽真空后通氩气，利用镁合金感应熔铸设备在700-730℃下熔炼并搅拌5min，于700-730℃浇铸到温度310±5℃的模具中，铸锭充分冷却至200-220℃取出空冷，得到合金铸锭。
本实例制备出的镁锂合金密度1.52g/cm3，抗拉强度244MPa，规定塑性延伸强度228MPa。
实施例3
根据Mg-Li-Al-Zn-Y系的组成，本实施例中，合金成分为Mg-10Li-3Al-3Zn-1Y；计算并称量原材料Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y中间合金，纯度均大于99％，将所述原材料放入坩埚中，抽真空后通氩气，利用镁合金感应熔铸设备在715±15℃下熔炼并搅拌4min，于715±15℃浇铸到温度320±5℃的模具中，铸锭充分冷却至200-220℃取出空冷，得到合金铸锭。
本实例制备出的镁锂合金密度1.52g/cm3，抗拉强度195MPa，规定塑性延伸强度150MPa。
实施例4
根据Mg-Li-Al-Zn-Y系的组成，本实施例中，合金成分为Mg-11Li-4Al-3Zn-0.8Y；计算并称量原材料Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y中间合金，纯度均大于99％，将所述原材料放入坩埚中，抽真空后通氩气，利用镁合金感应熔铸设备在715±15℃下熔炼并搅拌3min，于715±15℃浇铸到温度300±5℃的模具中，铸锭充分冷却至200-220℃取出空冷，得到合金铸锭。
本实例制备出的镁锂合金密度1.53g/cm3，抗拉强度202MPa，规定塑性延伸强度161MPa。
实施例5
根据Mg-Li-Al-Zn-Y系的组成，本实施例中，合金成分为Mg-8Li-3Al-3Zn-1Y；计算并称量原材料Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y中间合金，纯度均大于99％，将所述原材料放入坩埚中，抽真空后通氩气，利用镁合金感应熔铸设备在715±15℃下熔炼并搅拌5min，于715±15℃浇铸到温度300℃±5℃的模具中，铸锭充分冷却至200-220℃取出空冷，得到合金铸锭。
本实例制备出的镁锂合金密度1.55g/cm3，抗拉强度207MPa，规定塑性延伸强度139MPa。
实施例6
根据Mg-Li-Al-Zn-Y系的组成，本实施例中，合金成分为Mg-9Li-3Al-3Zn-1.2Y；计算并称量原材料Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y中间合金，纯度均大于99％，将所述原材料放入坩埚中，抽真空后通氩气，利用镁合金感应熔铸设备在715±15℃下熔炼并搅拌3min，于715±15℃浇铸到温度310℃±5℃的模具中，铸锭充分冷却至200-220℃取出空冷，得到合金铸锭。
本实例制备出的镁锂合金密度1.55g/cm3，抗拉强度193MPa，规定塑性延伸强度147MPa。
实施例7，根据Mg-Li-Al-Zn-Y系的组成，本实施例中，合金成分为Mg-9Li-4Al-3Zn-1.2Y；计算并称量原材料Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y中间合金，纯度均大于99％，将所述原材料放入坩埚中，抽真空后通氩气，利用镁合金感应熔铸设备在715±15℃下熔炼并搅拌4min，于715±15℃浇铸到温度320℃±5℃的模具中，铸锭充分冷却至200-220℃取出空冷，得到合金铸锭。
本实例制备出的镁锂合金密度1.56g/cm3，抗拉强度205MPa，规定塑性延伸强度149MPa。
图1为本发明合金成分在Mg-Li二元相图中的位置，当锂元素的含量小于5.7wt％时，Li会固溶于Mg中形成α-Mg固溶体；当锂含量在5.7wt％和10.3wt％之间时，组织为片状的β-Li相和α-Mg固溶体；当锂含量大于10.3wt％时，全部由β-Li固溶体组成。本发明为了实现低密度高强度的目标，选取的合金成分处于两相区及β单相区之间。
图2为Mg-10Li-3Al-3Zn铸态合金的物相分析图，在未加入Y之前，铸态合金主要由Mg、Li、AlLi和MgAlZn的固溶体组成。
图3为Mg-10Li-3Al-3Zn-0.5Y铸态合金的物相分析图，加入0.5％的Y后，铸态合金主要由Mg、Li、AlLi、Al2Y和Mg17Al12组成。
图4为Mg-10Li-3Al-3Zn-1Y铸态合金的物相分析图，加入1％的Y后，铸态合金主要由Mg、Li、AlLi、Al2Y和Mg17Al12组成。
图5为Mg-10Li-3Al-3Zn铸态合金的显微组织分析图，从图中观察到，铸态合金由灰色α-Mg基体、黑色不规则β-Li相、白色颗粒状MgAlZn固溶体组成。
图6为Mg-10Li-3Al-3Zn-0.5Y铸态合金的显微组织分析图，从图中观察到，铸态合金由深灰色α-Mg基体、黑色不规则β-Li相、白色颗粒状Al2Y相和灰色花瓣状Mg17Al12相组成。其中Al2Y的熔点为1455℃，在合金凝固过程中Al2Y首先析出且富集在晶界周围，这样优先析出的Al2Y会阻碍其他晶粒的长大，细化晶粒，从而提高合金的强度。
图7为Mg-10Li-3Al-3Zn-1Y铸态合金的显微组织分析图，铸态合金由深灰色α-Mg基体、黑色不规则β-Li相、白色颗粒状Al2Y相和灰色不规则颗粒状Mg17Al12相、灰色长条状MgAlZn固溶体组成，同样的，Al2Y的存在可以在一定程度上提高合金的强度。
图8为Mg-10Li-3Al-3Zn、Mg-10Li-3Al-3Zn-0.5Y、Mg-10Li-3Al-3Zn-1Y铸态合金的应力-应变对比图，未加入Y时，Mg-10Li-3Al-3Zn合金的抗拉强度为180MPa；加入0.5％的Y后Mg-10Li-3Al-3Zn-0.5Y合金的抗拉强度为244MPa；加入1％的Y后Mg-10Li-3Al-3Zn-1Y合金的抗拉强度为195MPa，添加Y后合金的抗拉强度分别提高了64MPa、15MPa，在Mg-10Li-3Al-3Zn合金中添加Y元素后，由于Y与Al元素电负性差值会形成Al2Y化合物，AlLi相逐渐被Al2Y相所取代，镁锂合金中的AlLi相为软化相，Al2Y相为热稳定性较高的强化相，当Y含量较低时，Al2Y相主要弥散分布在晶界处，在塑性变形时可以对晶粒起到钉扎效果，阻碍了晶界的滑移，因此Mg-10Li-3Al-3Zn-0.5Y铸态合金的抗拉强度最高。
图9为Mg-11Li-4Al-3Zn-0.8Y、Mg-8Li-3Al-3Zn-1Y、Mg-9Li-3Al-3Zn-1.2Y以及Mg-9Li-4Al-3Zn-1.2Y铸态合金的应力-应变对比图，从图中可以看出，这四种成分的合金抗拉强度相差不大。
表1为本发明所制备的Mg-10Li-3Al-3Zn、Mg-10Li-3Al-3Zn-0.5Y、Mg-11Li-4Al-3Zn-0.8Y、Mg-10Li-3Al-3Zn-1Y、Mg-8Li-3Al-3Zn-1Y、Mg-9Li-3Al-3Zn-1.2Y、Mg-9Li-4Al-3Zn-1.2Y铸态合金的密度统计表。
表1不同组分铸态合金密度表
| 成分 | 密度(g/cm<sup>3</sup>) |
| Mg-10Li-3Al-3Zn | 1.52 |
| Mg-10Li-3Al-3Zn-0.5Y | 1.52 |
| Mg-11Li-4Al-3Zn-0.8Y | 1.53 |
| Mg-10Li-3Al-3Zn-1Y | 1.52 |
| Mg-8Li-3Al-3Zn-1Y | 1.55 |
| Mg-9Li-3Al-3Zn-1.2Y | 1.55 |
| Mg-9Li-4Al-3Zn-1.2Y | 1.56 |
Claims (10)
1.一种Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金，其特征在于，按质量分数计，包括Li：8-11％，Al：3-4％，Zn：2.5-3.5％，Y：0.5-1.2％，余量为Mg及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金，其特征在于，合金密度为1.52-1.56g/cm3，抗拉强度为180-244MPa。
3.根据权利要求1所述的Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金，其特征在于，组织包括α-Mg固溶体相、β-Li固溶体相、AlLi相、Al2Y相和Mg17Al12相。
4.根据权利要求1所述的Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金，其特征在于，Al2Y相富集在晶界周围。
5.一种Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按照权利要求1所述组分称量Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y，在保护气氛下熔炼Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y，得到熔融态Mg-Li-Al-Zn-Y系合金；
步骤2，将步骤1所得熔融态Mg-Li-Al-Zn-Y系合金浇铸到预热的模具中，待铸锭充分冷却后，取出空冷，得到铸态合金。
6.根据权利要求5所述的Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金的制备方法，其特征在于，步骤1中，Mg、Li、Al、Zn和Mg-20Y中间合金的纯度均不低于99％。
7.根据权利要求5所述的Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金的制备方法，其特征在于，步骤1中，先将熔炼环境抽真空，压强低于20Pa后，再向熔炼环境中充入氩气，使得熔炼环境中的压力不超过大气压。
8.根据权利要求5所述的Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金的制备方法，其特征在于，步骤1中，采用感应加热炉对合金进行加热熔炼。
9.根据权利要求5所述的Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金的制备方法，其特征在于，步骤1中，将Mg-Li-Al-Zn-Y系合金在715±15℃搅拌3-5min，再保温静置10-12min。
10.根据权利要求5所述的Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金的制备方法，其特征在于，步骤2中，模具的预热温度为300-320℃，铸锭随模具一起冷却至200-220℃取出空冷。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911358483.1A CN110819861A (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 一种Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911358483.1A CN110819861A (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 一种Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110819861A true CN110819861A (zh) | 2020-02-21 |
Family
ID=69546359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911358483.1A Pending CN110819861A (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 一种Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110819861A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112593131A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-02 | 郑州轻研合金科技有限公司 | 一种高强高塑高屈强比镁锂合金及其制备方法和应用 |
| CN114015918A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-02-08 | 北京理工大学 | 一种低密度高强度高模量的镁锂合金及制备方法 |
| CN115896570A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-04-04 | 东北大学 | 一种高强韧轻质镁合金及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0665668A (ja) * | 1992-03-25 | 1994-03-08 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 超塑性マグネシウム合金 |
| CN106947899A (zh) * | 2016-01-07 | 2017-07-14 | 安立材料科技股份有限公司 | 轻质镁合金及其制造方法 |
-
2019
- 2019-12-25 CN CN201911358483.1A patent/CN110819861A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0665668A (ja) * | 1992-03-25 | 1994-03-08 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 超塑性マグネシウム合金 |
| CN106947899A (zh) * | 2016-01-07 | 2017-07-14 | 安立材料科技股份有限公司 | 轻质镁合金及其制造方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JIONG ZHAO ET AL.: "Effect of Y content on microstructure and mechanical properties of as-cast Mg–8Li–3Al–2Zn alloy with duplex structure", 《MATERIALS SCIENCE& ENGINEERING A》 * |
| 张而耕: "《机械工程材料》", 31 October 2017, 上海科学技术出版社 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112593131A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-02 | 郑州轻研合金科技有限公司 | 一种高强高塑高屈强比镁锂合金及其制备方法和应用 |
| CN112593131B (zh) * | 2020-12-29 | 2022-02-18 | 郑州轻研合金科技有限公司 | 一种高强高塑高屈强比镁锂合金及其制备方法和应用 |
| CN114015918A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-02-08 | 北京理工大学 | 一种低密度高强度高模量的镁锂合金及制备方法 |
| CN115896570A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-04-04 | 东北大学 | 一种高强韧轻质镁合金及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108425050B (zh) | 一种高强高韧铝锂合金及其制备方法 | |
| CN111826573B (zh) | 一种无σ相析出倾向的沉淀强化型高熵合金及其制备方法 | |
| CN110819861A (zh) | 一种Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金及其制备方法 | |
| CN113584365B (zh) | 低成本高性能镁合金及其制备方法 | |
| CN103290264B (zh) | 一种含锶铸造锌合金及其制备方法 | |
| CN108998711B (zh) | 一种高强韧变形镁锂合金及其制备方法 | |
| CN114250393B (zh) | 一种高强度高模量双相的镁锂合金及制备方法 | |
| CN105385917A (zh) | 高强度高塑性镁合金及其制备方法 | |
| CN111519074A (zh) | 一种含轻稀土元素镧的高强度Mg-Ca-Mn-Al-Zn系变形镁合金及其制备方法 | |
| CN108866408B (zh) | 一种低成本高塑性变形镁合金 | |
| CN115161526B (zh) | 一种高塑性弱基面织构镁锂合金及其制备方法 | |
| CN104611617A (zh) | 一种液态模锻Al-Cu-Zn铝合金及其制备方法 | |
| CN114540686B (zh) | 一种多元微合金化高强高模双相镁锂合金及其制备方法 | |
| CN113737071A (zh) | 耐热镁合金及其制备方法与应用 | |
| CN113621854B (zh) | 一种低密度高模量的高强铝合金及其制备方法 | |
| CN115161525A (zh) | 一种高强高弹性模量的稀土单相镁锂合金及制备方法 | |
| CN114015918A (zh) | 一种低密度高强度高模量的镁锂合金及制备方法 | |
| CN110964959A (zh) | 一种高强度镁锂合金 | |
| CN109280831B (zh) | 一种阻燃强韧镁合金及其制备方法 | |
| CN109161767B (zh) | 一种含w相的抗蠕变性能镁合金及其制备方法 | |
| CN114150179B (zh) | 一种无氧铜材料、无氧铜材料产品及其制备方法 | |
| CN109182858A (zh) | 一种含Ho耐热镁合金及其制备方法 | |
| CN113278857B (zh) | 一种高强韧镁合金及其制备方法 | |
| CN108048705B (zh) | 一种含钇耐腐蚀铝合金材料的制备方法 | |
| CN113462939B (zh) | 一种抗热裂高强高塑性稀土镁合金及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200221 |