【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镁合金，具体而言，涉及低合金化的镁锌钆合金及其制备方法。
技术介绍
1、镁合金是最轻的金属结构材料，密度仅为铝的2/3、钢的1/4，兼具良好导热性能和阻尼减震性能等优点，在高铁、地铁、汽车、3c电子、航空航天等领域具有广阔的应用前景。当前轨道交通、航空航天及新能源汽车等领域快速发展，对轻量化新材料技术提出强烈需求，以及来自于能源、经济、资源、环境等方面压力的战略考虑，高性能镁合金研发引发了强烈的关注和巨大的投入，推动镁合金技术发展已经到了一个关键时刻。然而，与钢铁、和铝合金相比，镁合金相对较低的绝对强度，导致其在实际应用中仍面临一些挑战。通常，在镁合金中添加稀土(rare earth，re)元素可以显著提高其力学性能，特别是高溶质含量的re元素，如钆(gd)、钕(nd)和钇(y)等，高溶质含量镁合金的强度可以达到500mpa以上。例如，申请号为cn202311188079.0，专利名为《一种高强度镁合金及其制备方法与应用》中公开了一种高强度镁合金的制备方法，其成分中含有大量nd和y等稀土元素，例如当镁合金成分为zn 0.53％；zr 0.43％；nd 2.63％；y 2.43％；sm 1.43％；yb 0.63％；sn 2.13％余量为mg及不可避免的杂质时，镁合金的屈服强度为426mpa，然而，该镁合金中除镁以外的合金元素的总质量百分比为10.215％。高含量合金元素添加带来了以下几个瓶颈问题：(1)大量合金元素的加入导致镁合金的密度升高；(2)高合金含量镁合金的成型性能差、成材率低、加工成本高；(3)大量稀土元
2、因此，可以制备较低的合金元素含量(质量分数一般小于4％，简称为低合金化镁合金)可以避免形成粗大的共晶相、缩短热处理时间以及降低变形温度等。然而，低合金化镁合金面临强度低和热稳定性较差等问题。例如，专利申请号为201810126962.x，专利名称为《一种高强韧性低合金化镁锡铝锌合金的制备方法》中公开了一种低合金化镁合金的制备方法，该专利中sn、al和zn元素总质量百分比为3％，而该镁合金的屈服强度仅为270.25mpa。专利申请号为202210650918.5，专利名称为《一种低合金化高强韧性的镁铋锡合金及其加工方法》中公开了一种低合金化镁合金制备方法，该专利中bi和sn的总质量百分数为1％，该镁合金的屈服强度也仅有201.3mpa-212.4mpa。可见，如何能够提升低合金化的镁合金的绝对强度，是进一步扩宽镁产品实际应用需解决的关键问题。
3、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供低合金化的镁锌钆合金及其制备方法。本专利技术实施例提供的镁锌钆合金其合金含量低，但是其具有较优异的屈服强度和抗拉强度。
2、本专利技术是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种低合金化的镁锌钆合金，以质量百分比计算，所述镁锌钆合金中锌含量低于2％，钆含量低于3％，所述锌和所述钆的总含量低于4％，其余量为镁。
4、在可选的实施方式中，以质量百分比计算，所述锌含量为1-2％，钆含量为1-3％，且所述锌和所述钆的总含量低于4％。
5、在可选的实施方式中，以质量百分比计算，所述锌含量为2％，钆含量为1％。
6、第二方面，本专利技术提供一种前述实施方式所述的低合金化的镁锌钆合金的制备方法，包括：铸态镁锌钆合金进行固溶后进行低温挤压和低温时效处理。
7、在可选的实施方式中，包括：所述铸态镁锌钆合金在450-520℃下固溶10小时以上；
8、优选固溶时间为10-24小时。
9、在可选的实施方式中，包括：将固溶后的所述铸态镁锌钆合金在挤压温度下预热和保温，而后进行挤压，挤压后进行空冷形成挤压态铸态镁锌钆合金。
10、在可选的实施方式中，包括：将固溶后的所述铸态镁锌钆合金在200-400℃下保温30-45分钟，而后在200-400℃以1-5mm/s的速率挤出，挤出后进行空冷形成所述挤压态铸态镁锌钆合金。
11、在可选的实施方式中，包括：将所述挤压态铸态镁锌钆合金在100-200℃下进行低温时效处理，低温时效处理的时间为0.5-2小时。
12、在可选的实施方式中，对低温时效处理后的所述铸态镁锌钆合金进行淬火和打磨。
13、在可选的实施方式中，形成所述铸态镁锌钆合金的步骤包括：将纯镁锭、mgzn中间合金和mggd中间合金熔化后浇铸；
14、优选地，所述铸态镁锌钆合金中锌含量低于2％，钆含量低于3％，所述锌和所述钆的总含量低于4％，其余量为镁。
15、本专利技术具有以下有益效果：
16、1.本专利技术实施例提供的低合金化的镁锌钆合金中总合金元素质量百分比低于4％，远低于其他高强镁合金中所用合金元素含量(一般总合金元素质量含量大于10％)，可有效降低生产原料成本。
17、2.本专利技术实施例提供的低合金化的镁锌钆合金中总合金元素质量百分比低于4％，低合金化镁合金有较好成型能力，可降低镁合金挤压温度或者提高挤压速率，降低生产能耗的同时提升产品生产效率。
18、3.本专利技术实施例提供的结合固溶，低温挤压和低温时效处理制备高性能镁合金，可有效缩短工艺周期，大幅降低镁合金生产成本，为绿色环保镁合金开发提供发展思路。
19、4.本专利技术中对挤压镁合金进行低温时效处理，使得锌和钆元素在晶界处偏聚，可有效提升镁锌钆合金的热稳定性，保障镁合金服役可靠性。
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1.一种低合金化的镁锌钆合金，其特征在于，以质量百分比计算，所述镁锌钆合金中锌含量低于2％，钆含量低于3％，所述锌和所述钆的总含量低于4％，其余量为镁。
2.根据权利要求1所述的低合金化的镁锌钆合金，其特征在于，以质量百分比计算，所述锌含量为1-2％，钆含量为1-3％，且所述锌和所述钆的总含量低于4％。
3.根据权利要求1所述的低合金化的镁锌钆合金，其特征在于，以质量百分比计算，所述锌含量为2％，钆含量为1％。
4.一种权利要求1所述的低合金化的镁锌钆合金的制备方法，其特征在于，包括：铸态镁锌钆合金进行固溶后进行低温挤压和低温时效处理。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括：所述铸态镁锌钆合金在450-520℃下固溶10小时以上；
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括：将固溶后的所述铸态镁锌钆合金在挤压温度下预热和保温，而后进行挤压，挤压后进行空冷形成挤压态铸态镁锌钆合金。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，包括：将固溶后的所述铸态镁锌钆合金在200-400℃下保温30
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，包括：将所述挤压态铸态镁锌钆合金在100-200℃下进行低温时效处理，低温时效处理的时间为0.5-2小时。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，对低温时效处理后的所述铸态镁锌钆合金进行淬火和打磨。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，形成所述铸态镁锌钆合金的步骤包括：将纯镁锭、MgZn中间合金和MgGd中间合金熔化后浇铸；
...【技术特征摘要】
1.一种低合金化的镁锌钆合金，其特征在于，以质量百分比计算，所述镁锌钆合金中锌含量低于2％，钆含量低于3％，所述锌和所述钆的总含量低于4％，其余量为镁。
2.根据权利要求1所述的低合金化的镁锌钆合金，其特征在于，以质量百分比计算，所述锌含量为1-2％，钆含量为1-3％，且所述锌和所述钆的总含量低于4％。
3.根据权利要求1所述的低合金化的镁锌钆合金，其特征在于，以质量百分比计算，所述锌含量为2％，钆含量为1％。
4.一种权利要求1所述的低合金化的镁锌钆合金的制备方法，其特征在于，包括：铸态镁锌钆合金进行固溶后进行低温挤压和低温时效处理。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括：所述铸态镁锌钆合金在450-520℃下固溶10小时以上；
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐敬，管博，胡强，
申请(专利权)人：江西省科学院应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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