【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属增材制造和铸造，具体涉及一种基于多尺度异质耐热结构的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金及其制造方法。
技术介绍
1、镁合金具有重量轻、比强度高、减震性强、电磁屏蔽性好、易加工成型、可回收利用等优点，已成功应用于汽车交通、航空航天、通信电子、机械装备、建筑等领域，成为汽车交通、航空航天等领域重要的轻量化材料之一。
2、近年来，航空航天、汽车交通等重点领域一些高端耐热构件的设计服役温度不断提高，对≥250ºc高温力学性能提出了苛刻且迫切的需求，镁合金作为最轻的工程合金材料体系，是500℃以下高端耐热构件的优选轻量化材料，
3、但是镁合金在增材制造和铸造成形工艺中存在以下缺点：
4、1、镁合金在增材制造和铸造等成形工艺条件下会诱发缩孔缩松、热裂、粗大柱状晶、孔洞等多种缺陷，成形性不佳，难以满足高质量精确成形需求；
5、2、镁合金熔点只有约500-630ºc，普遍存在成形性和力学性能互斥的问题，且存在≥250ºc高温时镁基体中赖以强化的纳米沉淀相快速粗化导致高温力学性能骤降的瓶颈问题，难以满足≥250℃高温的耐热性需求；
6、综上所述，开发适用于高端轻质耐热镁合金构件成形制造所需的高耐热镁合金及其制造方法，势在必行，为此我们提出一种基于多尺度异质耐热结构的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金及其制造方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于多尺度异质耐热结构的mg-gd-y-al-mn基
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于多尺度异质耐热结构的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金，包括以下组分及各组分的重量百分比：
3、4-15wt％的gd、0.05-5wt％的y、0.55-3wt％的al、0.31-3wt％的mn、0.31-3wt％的zn；
4、不大于0.15wt％的不可避免夹杂物；
5、以及余量的mg。
6、优选的，适用于增材制造工艺的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
7、6-15wt％的gd、0.05-0.2wt％的y、0.6-2.5wt％的al、0.31-2.5wt％的mn、0.31-2.5wt％的zn；
8、不大于0.15wt％的不可避免夹杂物；
9、以及余量的mg。
10、优选的，适用于增材制造工艺的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
11、6-12wt％的gd、0.08-0.15wt％的y、0.6-2wt％的al、0.41-2wt％的mn、0.31-2wt％的zn；
12、不大于0.15wt％的不可避免夹杂物；
13、以及余量的mg。
14、优选的，适用于增材制造工艺的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
15、6-10wt％的gd、0.08-0.12wt％的y、0.6-1.5wt％的al、0.51-1.5wt％的mn、0.31-1.5wt％的zn；
16、不大于0.15wt％的不可避免夹杂物；
17、以及余量的mg。
18、优选的，适用于铸造工艺的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
19、6-15wt％的gd、1-5wt％的y、0.6-2.5wt％的al、0.31-2.5wt％的mn、0.31-2.5wt％的zn；
20、不大于0.15wt％的不可避免夹杂物；
21、以及余量的mg。
22、优选的，适用于铸造工艺的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
23、6-12wt％的gd、1-4wt％的y、0.6-2wt％的al、0.41-2wt％的mn、0.31-2wt％的zn；
24、不大于0.15wt％的不可避免夹杂物；
25、以及余量的mg。
26、优选的，适用于铸造工艺的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
27、6-10wt％的gd、2-4wt％的y、0.6-1.5wt％的al、0.51-1.5wt％的mn、0.31-1.5wt％的zn；
28、不大于0.15wt％的不可避免夹杂物；
29、以及余量的mg。
30、优选的，所述mg、al、zn原料的提供为纯金属块的形式；所述gd、y、mn原料的提供分别为mg-gd中间合金、mg-y中间合金、mg-mn中间合金的形式，且满足mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金中mg、al、zn、gd、y、mn各组分的重量百分比。
31、一种基于多尺度异质耐热结构的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金的制造方法，该制造方法适用于增材制造工艺的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金及其构件的制造，包括如下步骤：
32、步骤（a1），按计量比称取纯mg锭并于660-680℃下进行熔炼处理0.5-3h，形成mg熔体；
33、步骤（b1），按计量比称取al、zn的纯金属块，以及按计量比选取mg-gd中间合金、mg-y中间合金、mg-mn中间合金加入步骤（a1）得到的mg熔体，在660-680℃下保温0.25-1h，得到预制mg合金熔体；
34、步骤（c1），将步骤（b1）得到的预制mg合金熔体，升温到700-720℃，并在精炼剂条件下进行精炼处理5-30min，去除预制mg合金熔体中的气体和杂质，得到提纯mg合金熔体；
35、步骤（d1），对步骤（c1）得到的提纯mg合金熔体，采用气体雾化的方法制成选区激光熔化增材制造工艺用的镁合金粉末，或者采用熔铸拉拔的方法制成电弧熔丝增材制造工艺用的镁合金丝材；
36、步骤（e1），对步骤（d1）得到的镁合金粉末，采用选区激光熔化增材制造工艺制造成的mg-gd-y-al-mn高耐热镁合金构件；或者对步骤（d1）得到的镁合金丝材，采用电弧熔丝增材制造工艺制造成所需的mg-gd-y-al-mn高耐热镁合金构件；
37、步骤（f1），对步骤（e1）得到的mg-gd-y-al-mn高耐热镁合金构件进行热处理，得到热处理强化的mg-gd-y-al-mn高耐热镁合金构件。
38、一种基于多尺度异质耐热结构的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金的制造方法，该制造方法适用于铸造工艺的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金及其构件的制造，包括如本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多尺度异质耐热结构的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金，其特征在于，包括以下组分及各组分的重量百分比：
2.根据权利要求1所述的一种基于多尺度异质耐热结构的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金，其特征在于，适用于增材制造工艺的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
3.根据权利要求2所述的一种基于多尺度异质耐热结构的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金，其特征在于，适用于增材制造工艺的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
4.根据权利要求2所述的一种基于多尺度异质耐热结构的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金，其特征在于，适用于增材制造工艺的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
5.根据权利要求1所述的一种基于多尺度异质耐热结构的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金，其特征在于，适用于铸造工艺的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各
6.根据权利要求5所述的一种基于多尺度异质耐热结构的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金，其特征在于，适用于铸造工艺的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
7.根据权利要求5所述的一种基于多尺度异质耐热结构的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金，其特征在于，适用于铸造工艺的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种基于多尺度异质耐热结构的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金，其特征在于：所述Mg、Al、Zn原料的提供为纯金属块的形式；所述Gd、Y、Mn原料的提供分别为Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Mn中间合金的形式，且满足Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金中Mg、Al、Zn、Gd、Y、Mn各组分的重量百分比。
9.根据权利要求2、3或4所述的一种基于多尺度异质耐热结构的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金的制造方法，其特征在于，该制造方法适用于增材制造工艺的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金及其构件的制造，包括如下步骤：
10.根据权利要求5、6或7所述的一种基于多尺度异质耐热结构的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金的制造方法，其特征在于，该制造方法适用于铸造工艺的Mg-Gd-Y-Al-Mn基高耐热镁合金及其构件的制造，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于多尺度异质耐热结构的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金，其特征在于，包括以下组分及各组分的重量百分比：
2.根据权利要求1所述的一种基于多尺度异质耐热结构的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金，其特征在于，适用于增材制造工艺的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
3.根据权利要求2所述的一种基于多尺度异质耐热结构的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金，其特征在于，适用于增材制造工艺的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
4.根据权利要求2所述的一种基于多尺度异质耐热结构的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金，其特征在于，适用于增材制造工艺的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
5.根据权利要求1所述的一种基于多尺度异质耐热结构的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金，其特征在于，适用于铸造工艺的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金及其构件，包括以下组分及各组分的重量百分比：
6.根据权利要求5所述的一种基于多尺度异质耐热结构的mg-gd-y-al-mn基高耐热镁合金，其特征在于，适用于铸造工艺的mg...
【专利技术属性】
技术研发人员：董曦曦，孙金朋，冀守勋，单忠德，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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