一种高强度、易变形的单相镁锂合金材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度、易变形的单相镁锂合金材料及制备方法，本发明专利技术的镁锂合金材料按质量百分比，包括以下组成：锂元素：2.0％

【技术实现步骤摘要】
一种高强度、易变形的单相镁锂合金材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及合金材料领域，尤其涉及一种高强度、易变形的单相镁锂合金材料及制备方法。

技术介绍

[0002]镁锂合金是目前世界上能够作为工业化应用的最轻的金属结构材料，密度仅为1.35～1.65g/cm3，比铝合金轻1/3～1/2，甚至比普通镁合金还轻1/4～1/3，因此被称为超轻合金。镁锂合金还具有较高的比刚度和比强度，良好的低温韧性、导热性、导电性和延展性，优良的抗震性能以及具有较高的抗高能粒子穿透能力等系列优点，因此其在航空航天、国防军工等诸多领域的应用得到了广泛的关注。轻合金是现代航天装备轻量化的首选材料，高性能轻合金构件制造能力决定航天装备的功能水平及竞争实力，因此超轻镁锂合金在航天领域的应用前景也更加广阔。
[0003]但我国镁锂合金起步时间比国外短，基础研究较为薄弱，目前我国使用的镁锂合金抗拉强度仅为160MPa左右，不能满足目前需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决
技术介绍
中存在的技术问题，而提供一种高强度、易变形的单相镁锂合金材料及制备方法。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：本专利技术为一种高强度、易变形的单相镁锂合金材料，其特殊之处在于：所述镁锂合金材料按质量百分比，包括以下组成：锂元素：2.0％
‑
5％，Al元素：3％
‑
7％，Zn元素：3％
‑
7％，Sb元素：0.3％
‑
2％，Sn元素：0.3％
‑/>1.3％，Sr元素：0.4％
‑
1.5％，其余为镁元素。
[0006]进一步的，锂元素为纯铝。
[0007]进一步的，镁元素为纯镁。
[0008]进一步的，Al元素，Zn元素，Sb元素，Sn元素，Sr元素均为纯元素。
[0009]一种制备上述的高强度、易变形的单相镁锂合金材料的方法，其特殊之处在于：所述制备方法包括以下步骤：
[0010]1)合金配料:按照配合比例配合后熔炼成铸锭，合金铸锭含锂元素：2.0％
‑
5％，Al元素：3％
‑
7％，Zn元素：3％
‑
7％，Sb元素：0.3％
‑
2％，Sn元素：0.3％
‑
1.3％，Sr元素：0.4％
‑
1.5％，其余为镁元素；
[0011]2)铸锭退火：对单相高强镁锂合金锭进行均匀化退火，退火温度：360
‑
430℃，退火时间：12
‑
16小时；
[0012]3)锻造。
[0013]进一步的，步骤1)中的熔炼工艺如下：熔炼设备为中频炉，熔化阶段功率采用20
‑
50KW，升温阶段采用40
‑
60KW，升温至720
‑
790℃，降温阶段：30
‑
40KW，温度降至640℃
‑
690℃进行浇注。
[0014]进一步的，步骤中3)锻造的具体步骤如下：
[0015]铸锭加热时间：D
÷
0.8mm/min(D为铸锭直径，单位mm)；
[0016]锻造模具温度：160
‑
280℃；
[0017]锻造过程中镦粗比≥3.2；
[0018]锻造火次数≥3次；
[0019]锻造产品固溶强化退火：290
‑
340℃，保温12
‑
18小时。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]1)当锂含量在2％
‑
5％时，镁锂合金为α相，其力学性能较高，抗拉强度最低为350MPa。
[0022]2)为进行固溶强化，本专利技术加入了Sb元素：0.3％
‑
2％，Sn元素：0.3％
‑
1.3％，Sr元素：0.4％
‑
1.5％。
[0023]3)为提高产品变形能力，本专利技术加入了3％
‑
7％的锂元素。
具体实施方式
[0024]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述：
[0025]实施例1
[0026]本专利技术的高强度、易变形的单相镁锂合金材料按质量百分比，包括以下组成：Mg元素:余量，锂元素：2.3％，Al元素：3.5％，Zn元素：3.5％，Sb元素:0.7％，Sn元素：0.8％，Sr元素：0.6％。
[0027]其制备方法如下：
[0028]1)按照以上配合比例配合后熔炼成铸锭，熔炼工艺如下：熔炼设备为中频炉，熔化阶段功率采用35KW，升温阶段采用50KW，升温至760℃，降温阶段：35KW，温度降至660℃进行浇注，得到铸锭；
[0029]2)铸锭退火：
[0030]对单相高强镁锂合金锭进行均匀化退火，退火温度：400℃，退火时间：14小时。
[0031]3)锻造：
[0032]铸锭加热时间：直径350mm铸锭加热时间440min
[0033]锻造模具温度：220℃
[0034]锻造过程中镦粗比为3.5
[0035]锻造火次数：3次
[0036]锻造产品固溶强化退火：320℃保温15小时。
[0037]得到的单相高强镁锂合金锭的性能数据(室温拉伸)：
[0038][0039][0040]其中表中的1为铸锭性能、2为挤压性能、3为挤压退火性能。
[0041]实施例2
[0042]本专利技术的高强度、易变形的单相镁锂合金材料按质量百分比，包括以下组成：镁元素:余量，锂元素：3.5％，Al元素：4.6％，Zn元素：4.5％，Sb元素:0.9％，Sn元素：1.2％，Sr元素：0.8％。
[0043]其制备方法如下：
[0044]1)按照以上配合比例配合后熔炼成铸锭，熔炼工艺如下：熔炼设备为中频炉，熔化阶段功率采用50KW，升温阶段采用40KW，升温至720℃，降温阶段：30KW，温度降至690℃进行浇注，得到铸锭；
[0045]2)铸锭退火：
[0046]对单相高强镁锂合金锭进行均匀化退火，退火温度：430℃，退火时间：12小时。
[0047]3)锻造：
[0048]铸锭加热时间：直径400mm，铸锭加热时间500min
[0049]锻造模具温度：170℃
[0050]锻造过程中镦粗比为3.4
[0051]锻造火次数：4次
[0052]锻造产品固溶强化退火：340℃保温13小时。
[0053]得到的单相高强镁锂合金锭的性能数据(室温拉伸)：
[0054][0055][0056]其中表中的1为铸锭性能、2为挤压性能、3为挤压退火性能。
[0057]实施例3
[0058]本专利技术的高强度、易变形的单相镁锂合金材料，包括以下组成：Mg元素:余量，锂元素：4.6％，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度、易变形的单相镁锂合金材料，其特征在于：所述镁锂合金材料按质量百分比，包括以下组成：锂元素：2.0％
‑
5％，Al元素：3％
‑
7％，Zn元素：3％
‑
7％，Sb元素：0.3％
‑
2％，Sn元素：0.3％
‑
1.3％，Sr元素：0.4％
‑
1.5％，其余为镁元素。2.根据权利要求1所述的高强度、易变形的单相镁锂合金材料，其特征在于：所述锂元素为纯铝。3.根据权利要求1所述的高强度、易变形的单相镁锂合金材料，其特征在于：所述镁元素为纯镁。4.根据权利要求1所述的高强度、易变形的单相镁锂合金材料，其特征在于：所述Al元素，Zn元素，Sb元素，Sn元素，Sr元素均为纯以元素。5.一种制备权利要求1所述的高强度、易变形的单相镁锂合金材料的方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：1)合金配料:按照配合比例配合后熔炼成铸锭，合金铸锭含锂元素：2.0％
‑
5％，Al元素：3％
‑
7％，Zn元素：3％
‑
7％，Sb元素：0.3％
‑
2％，Sn元素：0.3％<...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴东朗，范佳，王瑞，韩金强，
申请(专利权)人：西安四方超轻材料有限公司，
类型：发明
国别省市：