CN113025858A - 具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属材料领域，公开了具有细化基体相和共晶相Mg‑Al‑Zn系镁合金及其制备方法和应用，其中制备方法包括：在惰性气体或二号熔剂保护下，依次加入纯镁、纯铝和纯锌加热熔化，再降温进行精炼和清渣处理；将镁‑锰、镁‑稀土中间合金依次加入到熔体中，待熔化后再经精炼、吹气、清渣并静置保温，然后通过不同冷却方式铸造成铸件，获得基体相和共晶相同时细化的Mg‑Al‑Zn系镁合金。本发明制备的合金基体相α‑Mg和共晶相Mg₁₇Al₁₂同时细化，共晶相显著细化并从连续网状转变为不连续棒状、近球状，解决了Mg‑Al‑Zn系镁合金基体相和共晶相难以同时细化的难题，提高了综合力学性能和耐腐蚀性，适用于重力铸造、低压铸造、压铸、铸轧等工业生产，制备工艺简单、可靠，易于推广。

Description

具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金及其制备方法和 应用

技术领域

本发明涉及金属材料领域，特别是涉及具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金及其制备方法和应用。

背景技术

镁合金具有密度低、比强度高、阻尼性能好、电磁屏蔽性能好、机加工性能好及可回收利用率高等特点，作为新型绿色环保结构材料，在实现产品轻量化技术领域具有广阔的应用前景。

Mg-Al-Zn镁合金具有铸造成型性好、适用范围广、成本低廉等一系列优势，目前已经成为应用最为广泛的商用镁合金体系。然而，由于镁合金结晶温度范围宽、热导率较低以及体收缩较大，晶粒粗化倾向十分严重，且在凝固过程中容易形成缩松、热裂等铸造缺陷。一般认为，晶粒细化能够使镁合金组织均匀，有效防止裂纹、缩孔等缺陷发生。因此，实现Mg-Al-Zn系镁合金基体相和共晶相细化，对于改善合金铸态组织、提高力学性能具有重大意义。相关技术对于镁合金的细化共晶相进行了研究和报道，但是同时能实现镁合金基体相和共晶相的细化却是镁合金领域的重大难题。

因此，在工业生产领域，在尽可能不改变生产工艺并且控制成本的前提下，开发出一种工艺简单、可靠，且成本较低的同时细化Mg-Al-Zn系镁合金基体相和共晶相方法，对于改善Mg-Al-Zn系合金组织、提高综合力学性能和耐腐蚀性能、扩大合金工业应用范围等具有极其重要的意义，是目前亟待解决的技术难题。

发明内容

为了解决上述技术难题，本发明提供了具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金，按质量百分比计，所述的Mg-Al-Zn系镁合金的成分组成包括：铝：2-12％，锌：0.3-1.2％，其余为镁、添加元素和不可避免的杂质；所述的添加元素为锰和稀土元素，加入量按质量百分比计为：锰：0.05-0.6％，稀土元素：<0.05％；所述的稀土元素为钇、铈、钕、镨、镧中的一种或者任意组合；不可避免的杂质总和≤0.05％；余量为镁。

本发明提供了具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金，按质量百分比计，所述的Mg-Al-Zn系镁合金的成分组成包括：铝：2-12％，锌：0.3-1.2％，其余为镁、添加元素和不可避免的杂质；所述的添加元素为锰和稀土元素，加入量按质量百分比计为：锰：0.05-0.6％，稀土元素：<0.05％；所述的稀土元素为钇、铈、钕、镨、镧中的一种或者任意组合；不可避免的杂质总和≤0.05％；余量为镁。

本发明还提供了一种具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：

(1)在惰性气体或者商业化二号熔剂保护下，依次加入纯镁、纯铝和纯锌，在700-750℃加热熔化，然后降温至670-720℃，机械搅拌5-30分钟，精炼、除气和清渣后，获得Mg-Al-Zn合金液；

(2)在步骤(1)获得的Mg-Al-Zn合金液中，依次加入镁-锰中间合金、镁-稀土中间合金，待完全熔化后机械搅拌3-15分钟，然后吹入氩气搅拌1-20分钟，在670-720℃保温静置5-80分钟，获得Mg-Al-Zn-Mn-稀土合金液；

(3)将步骤(2)获得的Mg-Al-Zn-Mn-稀土合金液，通过冷却铸造成具有细化基体相和共晶相结构的Mg-Al-Zn系镁合金。

进一步地，步骤(1)所述的惰性气体为氩气。

进一步地，步骤(2)所述的镁-稀土中间合金为镁-钇中间合金、镁-铈中间合金、镁-钕中间合金、镁-镨中间合金、镁-镧中间合金中的一种或者任意组合。

进一步地，步骤(2)所述在680-700℃保温静置5-60分钟。

进一步地，步骤(3)所述的冷却铸造的平均冷却速度为：5-600℃/秒。

进一步地，步骤(3)所述的冷却铸造为通过压铸方式铸造成压铸件、通过挤压铸造方式铸造成挤压铸造铸件、通过差压铸造方式铸造成差压铸造铸件、通过半连续铸造方式铸造成半连续铸锭、通过重力铸造方式铸造成重力铸造铸件或者通过铸轧方式铸造成铸轧铸坯中的任意一种。

进一步地，步骤(3)所述具有细化基体相和共晶相结构的Mg-Al-Zn系镁合金形状为铸锭或铸坯或铸件中的任意一种。

本发明还提供了具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金在耐腐蚀领域的应用。

本发明与目前现有技术相比具有以下特点：

1)本发明同时细化Mg-Al-Zn系镁合金基体相和共晶相方法简单易操作，通过本发明制备的合金和传统Mg-Al-Zn镁合金相比，由于加入了锰元素和微量稀土(RE)元素，基体相α-Mg晶粒显著细化，与此同时共晶相Mg₁₇Al₁₂显著细化并且其形貌从传统的连续网状结构转变为不连续短棒状、近球状，在组织中弥散分布。

2)本发明同时实现细化Mg-Al-Zn系镁合金基体相和共晶相，通过向合金液中加入镁-锰中间合金和镁-稀土(RE)合金引入稀土元素，在合金凝固过程中形成Al-Mn-RE相(如Al-Mn-Ce、Al-Mn-Y、Al-Mn-Ce-Y、Al-Mn-Ce-Pr)，由于稀土元素如钇、铈、钕、镨、镧的引入能够使得Al-Mn-RE相作为形核质点，提高形核率并细化组织；同时，微量的稀土元素还能够吸附在固相表面，起到改变基体相和共晶相生长方式，起到细化效果，从而打破了以往基体相和共晶相同时细化难的技术瓶颈。

3)本发明同时细化Mg-Al-Zn系镁合金基体相和共晶相，通过控制凝固冷却速率，模拟针对工业生产中可能面临的不同凝固冷却速率条件，通过调控加入的稀土含量，使合金熔体中形成足够的Al-Mn-RE相，促进形核并同时细化Mg-Al-Zn系镁合金基体相和共晶相，而不含稀土的Al-Mn相难以作为形核的核心，难以起到同时细化的作用；因此，可以适用于工业生产中不同的冷却凝固速率条件，适用范围广，实际生产应用前景广阔。

4)本发明通过向合金中引入Al-Mn-RE相和细化组织以及结合冷却铸造的方法，显著提高了合金的力学性能，例如：优选后的固溶态合金的抗拉强度为～275-280MPa，断裂延伸率为～12.0-12.5％，这对于Mg-Al-Zn系镁合金的工业应用具有重要的意义。

5)本发明同时细化Mg-Al-Zn系镁合金基体相和共晶相方法，通过改变冷却铸造方法，例如通过压铸方式铸造成压铸件、通过挤压铸造方式铸造成挤压铸造铸件、通过差压铸造方式铸造成差压铸造铸件、通过半连续铸造方式铸造成半连续铸锭、通过重力铸造方式铸造成重力铸造铸件或者通过铸轧方式铸造成铸轧铸坯，较好的实现促进形核并同时细化Mg-Al-Zn系镁合金基体相和共晶相，适合于工业化生产。

6)本发明细化Mg-Al-Zn系镁合金基体相和共晶相的方法，也显著提高了合金的耐腐蚀性，晶粒尺寸的细化和第二相的均匀分布使得合金表面的电偶腐蚀趋向于均匀腐蚀，减缓了腐蚀向更深、更广的晶粒内部发展；细化的晶粒表面则更容易形成腐蚀产物层，阻碍了腐蚀性离子的进一步扩散，提高了铸态Mg-Al-Zn系镁合金的耐腐蚀性；而且在经过固溶处理后，合金组织中残余的Al-Mn-RE相和α-Mg相之间的电位差小，电偶腐蚀较轻，可以提高固溶态Mg-Al-Zn系镁合金的耐腐蚀性，如优选后的合金在氯化钠溶液中浸泡7天平均析氢量为～50-57mL/cm²，这对于提高Mg-Al-Zn系镁合金的耐腐蚀性能具有重要的意义。

7)本发明同时细化Mg-Al-Zn系镁合金基体相和共晶相方法工艺简单、可靠，操作方便，无需改变Mg-Al-Zn系镁合金的传统制备工艺，有利于工业生产应用推广；并且锰、稀土元素含量很低，控制了成本，具有成本优势和经济性。

附图说明

图1为Mg-8.5Al-0.35Zn合金和实施例10中通过引入锰、铈、钇获得的Mg-8.5Al-0.35Zn-0.3Mn-0.02Ce-0.025Y合金的基体相α-Mg晶粒SEM尺寸对比图，其中左侧图1a代表Mg-8.5Al-0.35Zn合金，右侧图1b代表Mg-8.5Al-0.35Zn-0.3Mn-0.02Ce-0.025Y合金；

图2为Mg-8.5Al-0.35Zn合金和实施例10中通过引入锰、铈、钇获得的Mg-8.5Al-0.35Zn-0.3Mn-0.02Ce-0.025Y合金的SEM共晶相尺寸和形貌对比图，其中左侧图2c代表Mg-8.5Al-0.35Zn合金，右侧图2d代表Mg-8.5Al-0.35Zn-0.3Mn-0.02Ce-0.025Y合金；

图3为实施例10通过引入锰、铈、钇获得的Mg-8.5Al-0.35Zn-0.3Mn-0.02Ce-0.025Y合金的共晶相及其核心的元素面分布对比图，其中左侧图3e代表含有核心的共晶相Mg₁₇Al₁₂，右侧图3f、3g、3h和3i分别代表核心由Al、Mn、Ce和Y元素组成。

具体实施方式

实施例1

以Mg-8Al-0.5Zn-0.4Mn-0.015Ce-0.02Y合金为例，(按照成分质量百分比为：Al:8％，Zn:0.5％，Mn:0.4％，Ce:0.015％，Y:0.02％，不可避免的杂质总和≤0.05％，余量为镁)，其制备方法如下：

(1)在氩气保护下，按照上述合金配比称取原料，依次加入纯镁、纯铝和纯锌，在700-750℃加热熔化，然后降温至680-700℃，进行机械搅拌5分钟，精炼、除气和清渣后，获得Mg-8Al-0.5Zn合金液；

(2)将步骤(1)获得的合金液中，依次加入镁-锰中间合金、镁-铈、镁-钇中间合金，待完全熔化后机械搅拌3分钟，然后吹入氩气搅拌2分钟，在680-720℃保温静置，获得Mg-8Al-0.5Zn-0.4Mn-0.015Ce-0.02Y静置合金液；

(3)将步骤(2)获得的Mg-8Al-0.5Zn-0.4Mn-0.015Ce-0.02Y静置合金液，通过重力铸造方式铸造成铸锭，平均冷却速度为：15℃/秒，获得基体相和共晶相同时细化的Mg-8Al-0.5Zn-0.4Mn-0.015Ce-0.02Y合金。

实施例2

以Mg-9Al-0.5Zn-0.35Mn-0.045Ce合金为例，(按照成分质量百分比为：Al:9％，Zn:0.5％，Mn:0.35％，Ce:0.045％，不可避免的杂质总和≤0.05％，余量为镁)，其制备方法如下：

(1)在商业化二号熔剂覆盖保护下，按照上述合金配比称取原料，依次加入纯镁、纯铝和纯锌，在700-750℃加热熔化，然后降温至680-700℃，进行机械搅拌30分钟，精炼、除气和清渣后，获得Mg-9Al-0.5Zn合金液；

(2)将步骤(1)获得的合金液中，依次加入镁-锰中间合金、镁-铈中间合金，待完全熔化后机械搅拌10分钟，然后吹入氩气搅拌15分钟，在680-720℃保温静置，获得Mg-9Al-0.5Zn-0.35Mn-0.045Ce静置合金液；

(3)将步骤(2)获得的Mg-9Al-0.5Zn-0.35Mn-0.045Ce静置合金液，通过压铸方式铸造成压铸件，平均冷却速度为：100℃/秒，获得基体相和共晶相同时细化的Mg-9Al-0.5Zn-0.35Mn-0.045Ce合金。

实施例3

以Mg-6Al-0.3Zn-0.2Mn-0.02Ce-0.02Nd合金为例，(按照成分质量百分比为：Al:6％，Zn:0.3％，Mn:0.2％，Ce:0.02％，Nd:0.02％，不可避免的杂质总和≤0.05％，余量为镁)，其制备方法如下：

(1)在氩气保护下，按照上述合金配比称取原料，依次加入纯镁、纯铝和纯锌，在700-750℃加热熔化，然后降温至680-700℃，进行机械搅拌20-30分钟，精炼、除气和清渣后，获得Mg-6Al-0.3Zn合金液；

(2)将步骤(1)获得的合金液中，依次加入镁-锰中间合金、镁-铈、镁-钕中间合金，待完全熔化后机械搅拌3-5分钟，然后吹入氩气搅拌3分钟，在680-720℃保温静置，获得Mg-6Al-0.3Zn-0.2Mn-0.02Ce-0.02Nd静置合金液；

(3)将步骤(2)获得的Mg-6Al-0.3Zn-0.2Mn-0.02Ce-0.02Nd静置合金液，通过重力铸造方式铸造成铸锭，平均冷却速度为：20℃/秒；并通过铸轧方式铸造成铸轧铸坯，平均冷却速度为：280℃/秒；获得基体相和共晶相同时细化的Mg-6Al-0.3Zn-0.2Mn-0.02Ce-0.02Nd合金。

实施例4

以Mg-12Al-0.5Zn-0.3Mn-0.02Y-0.015Pr合金为例，(按照成分质量百分比为：Al:12％，Zn:0.5％，Mn:0.3％，Y:0.02％，Pr:0.015％，不可避免的杂质总和≤0.05％，余量为镁)，其制备方法如下：

(1)在商业二号溶剂保护下，按照上述合金配比称取原料，依次加入纯镁、纯铝和纯锌，在700-750℃加热熔化，然后降温至680-700℃，进行机械搅拌15分钟，精炼、除气和清渣后，获得Mg-12Al-0.5Zn合金液；

(2)将步骤(1)获得的合金液中，依次加入镁-锰中间合金、镁-钇、镁-镨中间合金，待完全熔化后机械搅拌12分钟，然后吹入氩气搅拌10分钟，在680-720℃保温静置，获得Mg-12Al-0.5Zn-0.3Mn-0.02Y-0.015Pr静置合金液；

(3)将步骤(2)获得的Mg-12Al-0.5Zn-0.3Mn-0.02Y-0.015Pr静置合金液，通过挤压铸造方式铸造成挤压铸造铸件，平均冷却速度为：320℃/秒；通过铸轧方式铸造成铸轧铸坯，平均冷却速度为：500℃/秒；获得基体相和共晶相同时细化的Mg-12Al-0.5Zn-0.3Mn-0.02Y-0.015Pr合金。

实施例5

以Mg-8.5Al-0.35Zn-0.3Mn-0.015Nd-0.015Ce合金为例，(按照成分质量百分比为：Al:8.5％，Zn:0.35％，Mn:0.3％，Nd:0.015％，Ce:0.015％，不可避免的杂质总和≤0.05％，余量为镁)，其制备方法如下：

(1)在氩气保护下，按照上述合金配比称取原料，依次加入纯镁、纯铝和纯锌，在700-750℃加热熔化，然后降温至680-700℃，进行机械搅拌5-8分钟，精炼、除气和清渣后，获得Mg-8.5Al-0.35Zn合金液；

(2)将步骤(1)获得的合金液中，依次加入镁-锰中间合金、镁-钕、镁-铈中间合金，待完全熔化后机械搅拌3-8分钟，然后吹入氩气搅拌1-5分钟，在680-720℃保温静置，获得Mg-8.5Al-0.35Zn-0.3Mn-0.015Nd-0.015Ce静置合金液；

(3)将步骤(2)获得的Mg-8.5Al-0.35Zn-0.3Mn-0.015Nd-0.015Ce静置合金液，通过重力铸造方式铸造成重力铸造铸锭，平均冷却速度为：50℃/秒，获得基体相和共晶相同时细化的Mg-8.5Al-0.35Zn-0.3Mn-0.015Nd-0.015Ce合金。

实施例6

以Mg-7Al-0.3Zn-0.4Mn-0.03Ce-0.01La合金为例，(按照成分质量百分比为：Al:7％，Zn:0.3％，Mn:0.4％，Ce:0.03％，La:0.01％，不可避免的杂质总和≤0.05％，余量为镁)，其制备方法如下：

(1)在氩气保护下，按照上述合金配比称取原料，依次加入纯镁、纯铝和纯锌，在700-750℃加热熔化，然后降温至680-700℃，进行机械搅拌5-10分钟，精炼、除气和清渣后，获得Mg-7Al-0.3Zn合金液；

(2)将步骤(1)获得的合金液中，依次加入镁-锰中间合金、镁-铈、镁-镧中间合金，待完全熔化后机械搅拌3-6分钟，然后吹入氩气搅拌8分钟，在680-720℃保温静置，获得Mg-7Al-0.3Zn-0.4Mn-0.03Ce-0.01La静置合金液；

(3)将步骤(2)获得的Mg-7Al-0.3Zn-0.4Mn-0.03Ce-0.01La静置合金液，通过半连续铸造方式铸造成半连续铸锭，平均冷却速度为：80℃/秒，获得基体相和共晶相同时细化的Mg-7Al-0.3Zn-0.4Mn-0.03Ce-0.01La合金。

实施例7

以Mg-9Al-0.5Zn-0.35Mn-0.04Y合金为例，(按照成分质量百分比为：Al:9％，Zn:0.5％，Mn:0.35％，Y:0.04％，不可避免的杂质总和≤0.05％，余量为镁)，其制备方法如下：

(1)在氩气保护下，按照上述合金配比称取原料，依次加入纯镁、纯铝和纯锌，在730-750℃加热熔化，然后降温至680-700℃，进行机械搅拌6分钟，精炼、除气和清渣后，获得Mg-9Al-0.5Zn合金液；

(2)将步骤(1)获得的合金液中，依次加入镁-锰中间合金、镁-钇中间合金，待完全熔化后机械搅拌6分钟，然后吹入氩气搅拌4分钟，在670-680℃保温静置，获得Mg-9Al-0.5Zn-0.35Mn-0.04Y静置合金液；

(3)将步骤(2)获得的Mg-9Al-0.5Zn-0.35Mn-0.04Y静置合金液，通过重力铸造方式铸造成重力铸造铸件，平均冷却速度为：30℃/秒，获得基体相和共晶相同时细化的Mg-9Al-0.5Zn-0.35Mn-0.04Y合金。

本实施例的制备方法使得Mg-9Al-0.5Zn-0.35Mn-0.04Y镁合金基体相和共晶相同时实现细化，而且固溶态综合力学性能和耐腐蚀性显著提高；例如，固溶态极限抗拉强度为～280MPa、断裂延伸率为12.5％；Mg-9Al-0.5Zn镁合金的固溶态极限抗拉强度为～255MPa、断裂延伸率为～10.5％；本实施的Mg-9Al-0.5Zn-0.35Mn-0.04Y合金在氯化钠溶液中浸泡7天平均析氢量为57mL/cm²，而Mg-9Al-0.5Zn镁合金在氯化钠溶液中浸泡7天平均析氢量为82mL/cm²。

实施例8

以Mg-2Al-1.2Zn-0.2Mn-0.01Nd-0.025Ce合金为例，(按照成分质量百分比为：Al:2％，Zn:1.2％，Mn:0.2％，Nd:0.01％，Ce:0.025％，不可避免的杂质总和≤0.05％，余量为镁)，其制备方法如下：

(1)在氩气保护下，按照上述合金配比称取原料，依次加入纯镁、纯铝和纯锌，在700-750℃加热熔化，然后降温至680-700℃，进行机械搅拌5-8分钟，精炼、除气和清渣后，获得Mg-2Al-1.2Zn合金液；

(2)将步骤(1)获得的合金液中，依次加入镁-锰中间合金、镁-钕、镁-铈中间合金，待完全熔化后机械搅拌3-5分钟，然后吹入氩气搅拌2-3分钟，在680-720℃保温静置，获得Mg-2Al-1.2Zn-0.2Mn-0.01Nd-0.025Ce静置合金液；

(3)将步骤(2)获得的Mg-2Al-1.2Zn-0.2Mn-0.01Nd-0.025Ce静置合金液，通过重力铸造方式铸造成铸锭，平均冷却速度为：60℃/秒；并通过铸轧方式铸造成铸轧铸坯，平均冷却速度为：300℃/秒；获得基体相和共晶相同时细化的Mg-2Al-1.2Zn-0.2Mn-0.01Nd-0.025Ce合金。

实施例9

以Mg-5Al-0.8Zn-0.1Mn-0.01Nd-0.01Ce-0.02Y合金为例，(按照成分质量百分比为：Al:5％，Zn:0.8％，Mn:0.1％，Nd:0.01％，Ce:0.01％，Y:0.02％，不可避免的杂质总和≤0.05％，余量为镁)，其制备方法如下：

(1)在氩气保护下，按照上述合金配比称取原料，依次加入纯镁、纯铝和纯锌，在700-750℃加热熔化，然后降温至680-700℃，进行机械搅拌5-6分钟，精炼、除气和清渣后，获得Mg-5Al-0.8Zn合金液；

(2)将步骤(1)获得的合金液中，依次加入镁-锰中间合金、镁-钕、镁-铈、镁-钇中间合金，待完全熔化后机械搅拌3-5分钟，然后吹入氩气搅拌2-4分钟，在680-720℃保温静置，获得Mg-5Al-0.8Zn-0.1Mn-0.01Nd-0.01Ce-0.02Y静置合金液；

(3)将步骤(2)获得的Mg-5Al-0.8Zn-0.1Mn-0.01Nd-0.01Ce-0.02Y静置合金液，通过重力铸造方式铸造成铸锭，平均冷却速度为：50℃/秒；并通过铸轧方式铸造成铸轧铸坯，平均冷却速度为：400℃/秒；获得基体相和共晶相同时细化的Mg-5Al-0.8Zn-0.1Mn-0.01Nd-0.01Ce-0.02Y合金。

实施例10

以Mg-8.5Al-0.35Zn-0.3Mn-0.02Ce-0.025Y合金为例，(按照成分质量百分比为：Al:8.5％，Zn:0.35％，Mn:0.3％，Ce:0.02％，Y:0.025％，不可避免的杂质总和≤0.05％，余量为镁)，其制备方法如下：

(1)在氩气保护下，按照上述合金配比称取原料，依次加入纯镁、纯铝和纯锌，在710-720℃加热熔化，然后降温至680-690℃，进行机械搅拌4-6分钟，精炼、除气和清渣后，获得Mg-8.5Al-0.35Zn合金液；

(2)将步骤(1)获得的合金液中，依次加入镁-锰中间合金、镁-铈、镁-钇中间合金，待完全熔化后机械搅拌4分钟，然后吹入氩气搅拌3分钟，在690-700℃保温静置，获得Mg-8.5Al-0.35Zn-0.3Mn-0.02Ce-0.025Y静置合金液；

(3)将步骤(2)获得的Mg-8.5Al-0.35Zn-0.3Mn-0.02Ce-0.025Y静置合金液，通过重力铸造方式铸造成重力铸造铸锭，平均冷却速度为：50℃/秒，获得基体相和共晶相同时细化的Mg-8.5Al-0.35Zn-0.3Mn-0.02Ce-0.025Y合金。

本实施例的制备方法使得镁合金基体相和共晶相同时细化，而且铸态性能和固溶态的综合力学性能和耐腐蚀性显著提高；例如，本实施例获得的Mg-8.5Al-0.35Zn-0.3Mn-0.02Ce-0.025Y合金的固溶抗拉强度为～275MPa、断裂延伸率为～12％，而Mg-8.5Al-0.35Zn镁合金的固溶态抗拉强度为～250MPa、断裂延伸率为～10％；本实施例获得的合金在氯化钠溶液中浸泡7天平均析氢量为50mL/cm²；相同条件下Mg-8.5Al-0.35Zn合金的7天平均析氢量为80mL/cm²。

实施例11

以Mg-6Al-0.3Zn-0.35Mn-0.02Nd-0.02Y合金为例，(按照成分质量百分比为：Al:6％，Zn:0.3％，Mn:0.35％，Nd:0.02％，Y:0.02％，不可避免的杂质总和≤0.05％，余量为镁)，其制备方法如下：

(1)在氩气保护下，按照上述合金配比称取原料，依次加入纯镁、纯铝和纯锌，在700-750℃加热熔化，然后降温至680-700℃，进行机械搅拌5-8分钟，精炼、除气和清渣后，获得Mg-6Al-0.3Zn合金液；

(2)将步骤(1)获得的合金液中，依次加入镁-锰中间合金、镁-钕、镁-钇中间合金，待完全熔化后机械搅拌3-8分钟，然后吹入氩气搅拌1-5分钟，在680-720℃保温静置，获得Mg-6Al-0.3Zn-0.35Mn-0.02Nd-0.02Y静置合金液；

(3)将步骤(2)获得的Mg-6Al-0.3Zn-0.35Mn-0.02Nd-0.02Y静置合金液，通过重力铸造方式铸造成重力铸造铸锭，平均冷却速度为：20℃/秒，获得基体相和共晶相同时细化的Mg-6Al-0.3Zn-0.35Mn-0.02Nd-0.02Y合金。

实施例12

以Mg-2Al-0.8Zn-0.25Mn-0.005Y-0.005Ce合金为例，(按照成分质量百分比为：Al:2％，Zn:0.8％，Mn:0.25％，Y:0.005％，Ce:0.005％，不可避免的杂质总和≤0.05％，余量为镁)，其制备方法如下：

(1)在氩气保护下，按照上述合金配比称取原料，依次加入纯镁、纯铝和纯锌，在700-750℃加热熔化，然后降温至680-700℃，进行机械搅拌5-8分钟，精炼、除气和清渣后，获得Mg-2Al-0.8Zn合金液；

(2)将步骤(1)获得的合金液中，依次加入镁-锰中间合金、镁-钇、镁-铈中间合金，待完全熔化后机械搅拌3-5分钟，然后吹入氩气搅拌2-3分钟，在680-720℃保温静置，获得Mg-2Al-0.8Zn-0.25Mn-0.005Y-0.005Ce静置合金液；

(3)将步骤(2)获得的Mg-2Al-0.8Zn-0.25Mn-0.005Y-0.005Ce静置合金液，通过重力铸造方式铸造成铸锭，平均冷却速度为：5℃/秒；并通过铸轧方式铸造成铸轧铸坯，平均冷却速度为：450℃/秒；获得基体相和共晶相同时细化的Mg-2Al-0.8Zn-0.25Mn-0.005Y-0.005Ce合金。

Claims (9)

1.具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金，其特征在于：按质量百分比计，所述的Mg-Al-Zn系镁合金的成分组成包括：铝：2-12％，锌：0.3-1.2％，其余为镁、添加元素和不可避免的杂质；所述的添加元素为锰和稀土元素，加入量按质量百分比计为：锰：0.05-0.6％，稀土元素：<0.05％；所述的稀土元素为钇、铈、钕、镨、镧中的一种或者任意组合；不可避免的杂质总和≤0.05％；余量为镁。

2.权利要求1所述的具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括如下步骤：

(1)在惰性气体或者商业化二号熔剂保护下，依次加入纯镁、纯铝和纯锌，在700-750℃加热熔化，然后降温至670-720℃，机械搅拌5-30分钟，精炼、除气和清渣后，获得Mg-Al-Zn合金液；

(2)在步骤(1)获得的Mg-Al-Zn合金液中，依次加入镁-锰中间合金、镁-稀土中间合金，待完全熔化后机械搅拌3-15分钟，然后吹入氩气搅拌1-20分钟，在670-720℃保温静置5-80分钟，获得Mg-Al-Zn-Mn-稀土合金液；

(3)将步骤(2)获得的Mg-Al-Zn-Mn-稀土合金液，通过冷却铸造成具有细化基体相和共晶相结构的Mg-Al-Zn系镁合金。

3.根据权利要求2所述的具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的惰性气体为氩气。

4.根据权利要求2所述的具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的镁-稀土中间合金为镁-钇中间合金、镁-铈中间合金、镁-钕中间合金、镁-镨中间合金、镁-镧中间合金中的一种或者任意组合。

5.根据权利要求2所述的具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述在680-700℃保温静置5-60分钟。

6.根据权利要求2所述具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的冷却铸造的平均冷却速度为：5-600℃/秒。

7.根据权利要求2所述具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的冷却铸造为通过压铸方式铸造成压铸件、通过挤压铸造方式铸造成挤压铸造铸件、通过差压铸造方式铸造成差压铸造铸件、通过半连续铸造方式铸造成半连续铸锭、通过重力铸造方式铸造成重力铸造铸件或者通过铸轧方式铸造成铸轧铸坯中的任意一种。

8.根据权利要求2所述具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述具有细化基体相和共晶相结构的Mg-Al-Zn系镁合金形状为铸锭或铸坯或铸件中的任意一种。

9.权利要求1所述的具有细化基体相和共晶相Mg-Al-Zn系镁合金在耐腐蚀领域的应用。

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