CN116377298A - 一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金及其制备方法 - Google Patents
一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116377298A CN116377298A CN202211695179.8A CN202211695179A CN116377298A CN 116377298 A CN116377298 A CN 116377298A CN 202211695179 A CN202211695179 A CN 202211695179A CN 116377298 A CN116377298 A CN 116377298A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- modulus
- lithium alloy
- magnesium
- dual
- strength
- 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
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 160
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 title claims abstract description 160
- GCICAPWZNUIIDV-UHFFFAOYSA-N lithium magnesium Chemical compound [Li].[Mg] GCICAPWZNUIIDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 159
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 121
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 121
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 77
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 44
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 43
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 88
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 87
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 30
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 20
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 18
- 229910017073 AlLi Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 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 description 16
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 14
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 11
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 229910019021 Mg 2 Sn Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 4
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 4
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- 229910017706 MgZn Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000012761 high-performance material Substances 0.000 description 1
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/02—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working in inert or controlled atmosphere or vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金及其制备方法，属于金属材料镁合金的技术领域。所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金由以下质量百分比的成分组成：Li：5.5‑10.7wt.％，Al：0.5‑5wt.％，Zn：0.5‑3.8wt.％，Y：0.5‑5wt.％，Gd：0.05‑3.5wt.％，Mn：0.05‑2.5wt.％，Sn：0.01‑3.5wt.％，杂质总量小于0.05wt.％，余量为Mg。所述制备方法包括原料准备阶段、真空熔炼阶段和热处理阶段。本发明通过前述制备方法在保证低密度的前提下能够大幅度提升镁锂合金的强度和保持优异的塑性和延展性的同时，提升镁锂合金的耐腐蚀性，满足对高性能轻量化材料的工业需求。
Description
技术领域
本发明属于金属材料镁合金的技术领域，涉及一种含Sn超轻高强高模耐腐蚀双相镁锂合金及其制备方法。
背景技术
随着现代科学技术的快速发展，对超轻高强金属结构材料的需求日益增加，镁锂合金作为目前最轻的金属材料，具有低密度、高比强度和比刚度的特性，在军事、航空航天等对轻量化结构材料具有较高要求的领域具有广阔的应用前景。
按照重量百分比，当锂添加量小于5.7wt.％时，镁锂合金主要由单相(α-Mg)组成，因α-Mg相为滑移系数较少的密排六方结构(HCP)，变形加工性较差；当锂含量大于10.3wt.％时，镁锂合金主要由单相(β-Li)组成，因β-Li相具有体心立方结构，相比α-Mg具有较多的滑移系数，但是其强度低。因此，当锂添加量介于5.7wt.％～10.3wt.％之间时，镁锂合金主要由双相(α-Mg和β-Li)组成，其中α-Mg相可以提供较高的强度，β-Li可以弥补α-Mg相较少的滑移系数，提升镁锂合金的变形加工性能。因此，α+β双相镁锂合金除具有一般镁合金的优势之外，因其独特的晶体结构而具有较好的低温力学性能和塑性变形加工性，如LZ91、LAZ933、LA91等，备受科学家的广泛关注。
然而，这些双相镁锂合金的工程应用仍较少，因其存在绝对强度低(屈服强度为100～120MPa，抗拉强度为150～180MPa)，弹性模量低(低于50GPa)，耐腐蚀性差(因含有活泼性较高的锂元素)等缺陷，无法满足实际工程应用中对高性能材料的需求。因此，要进一步扩大双相镁锂合金的使用范围和市场容纳量，急需研究具有超轻高强双相耐腐蚀镁锂合金具有重要意义。
现阶段，国际上主要通过合金化、热处理、塑性变形以及制备相关复合材料等手段不断提升镁锂合金的强度、模量以及耐腐蚀性等综合性能。但是，依然存在较多的不足之处：且不具备在保证超轻的基础上，同时提升镁锂合金的强度、模量和耐腐蚀性。
现阶段关于存在缺陷的镁锂合金成分含量选择以及制备方法研究很多，具体如下：
中国专利CN 108642357 B公开了一种含Nd的铸造超轻镁锂合金及其制备方法，其成分质量百分比为：Li：11～16％，Al：2～7％，Y：0.1～2％，Mn：0.5～1.5％，Nd：0～1％，余量为Mg及杂质，抗拉强度最高可达到235MPa，仍无法满足工业需求。且镁锂合金在熔炼过程中充入了含氟的SF2和CO2保护气氛，会对环境和人类造成危害。
中国专利CN 113430436 B公开了一种低密度高弹性模量铸态双相镁锂合金及其制备方法，其通过引入准晶相(I-phase)获得了具有高模量的镁锂合金，其模量值小于50GPa，远低于可替代铝合金材料的模量值(65GPa)，还有望提升镁锂合金的弹性模量，推动超轻镁锂合金的工程化应用。
中国专利CN 113528911 B公开了抗时效高强韧耐腐蚀双相镁锂合金及其制备方法，其通过“真空熔铸、挤压变形加工、热轧处理和搅拌摩擦处理”相结合的制备工艺获得镁锂合金。该制备方法虽获得高强耐腐蚀镁锂合金，但是其生产成本较高，制备过程繁琐且需要对铸锭进行二次加热变形。
中国专利CN 109022985 B公开了一种高强度、高塑性双相(α+β相)镁锂合金材料及其制备方法，其合金成分中重稀土元素的含量为6.0～9.0wt.％，通过引入长周期结构相和热挤压提升合金的强度。该合金存在因中金属元素过多造成合金密度较大和铸造合金成分偏析的缺陷，且引入长周期结构相未能协同提升合金的强度和模量，不利于镁锂合金的轻量化发展，增加生产成本。
中国专利CN 106947901 B公开了一种高强度高弹性模量镁锂基复合材料及其制备方法，其通过在镁锂合金基体中引入高模量的增强颗粒获得了高模量镁锂合金。该方法存在增强颗粒与基体不相容性的问题，界面结合不佳，容易引起脆性断裂，降低合金的强度。同时，熔炼过程中难以保证增强体均匀分布，形成团簇。
另外，因镁和锂元素为活性金属，镁锂合金在熔炼过程易挥发、收得率低、以及工艺复杂也限制了镁锂合金的推广。
有鉴于此，如何解决制约镁锂合金工程应用的瓶颈问题(强度低、模量低和耐腐蚀性差)，开发具有超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金则是需关注的方面。
发明内容
为了解决上述技术存在的不足和缺点，本发明的目的在于提供一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金及其制备方法，通过合理的选择合金元素的含量和配比、真空熔炼和热处理等工艺相结合协同获得高强度、耐腐蚀、高模量、质量稳定、高纯净、低密度的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金。
本发明提供如下技术方案：
一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金，所述含Sn的超轻高强高模双相镁锂合金由以下质量百分比的成分组成：Li：5.5-10.7wt.％，Al：0.5-5wt.％，Zn：0.5-3.8wt.％，Y：0.5-5wt.％，Gd：0.05-3.5wt.％，Mn：0.05-2.5wt.％，Sn：0.01-3.5wt.％，杂质总量小于0.05wt.％，余量为Mg。
优选地，所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金由以下质量百分比的成分组成：Li：6-10wt.％，Al：0.5-4wt.％，Zn：0.5-3.8wt.％，Y：1-4wt.％，Gd：0.05-2.5wt.％，Mn：0.05-1.5wt.％，Sn：0.01-2.5wt.％，杂质总量小于0.05wt.％，余量为Mg。
该含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金通过合理选择合金元素以及控制Li元素含量和配比，使得镁锂合金基体中存在α-Mg和β-Li两相基体相，通过α-Mg相提升了合金的强度，通过β-Li相提升合金的塑性和延伸率。同时镁锂合金通过多元合金化形成了细小弥散的高模量第二相，提升了合金的强度和模量。其中，添加Al和Zn等合金元素不仅能起到固溶强化效果，同时也能Li元素形成高模量的相(MgLi2Al和MgLi2Zn)。镁锂合金中添加具有高溶解度的Sn、Gd、Y等稀土元素不仅能起到固溶强化和细化晶粒的效果，而且能够与Al元素形成高温稳定的Al2RE(Gd，Y)增强颗粒相以提升镁锂合金的弹性模量。同时添加多种稀土元素既能够净化熔体又能够降低生产成本。
添加Mn元素不仅能提高镁锂合金的耐腐蚀性能，也能有效改善镁锂合金的过时效软化现象，成为镁锂合金的异质形核核心，细化晶粒，同时与Al元素形成高模量的第二相(Al8Mn5)，分布在晶界附近能够起到阻隔α-Mg和β-Li相的效果，避免形成微电偶腐蚀。
添加Sn元素不仅能提升镁锂合金的耐腐蚀性，也能有效改善合金的微观组织，形成Mg2Sn等颗粒相，起到异质形核的作用，细化晶粒。
优选地，所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的组织结构主要为α-Mg，β-Li，Al2Y，Al2Gd，Al8Mn5，AlLi，Mg2Sn，AlLi，Mg Li2Al，MgLi2Zn，其中的α-Mg相占比为35-85％，β相占比为35-85％，α相+β相的总占比不超过94％。
优选地，所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金性能：密度为1.35-1.75g/cm3，抗拉强度为280-400MPa，屈服强度为200-320MPa，延伸率为18-35％，弹性模量为65-75GPa，腐蚀电流密度为0.5～4μA·cm–2，质量损失速率为：0.05～0.5mg·cm–2·day–1，合金表面宏观表现为均匀腐蚀。
所述的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、原料准备阶段
按照所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金中选定合金成分的质量百分比选取纯Mg、纯Al、纯Zn、纯Sn、纯Li、Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金和Mg-Mn中间合金作为原料进行配料，然后，将上述原料进行烘干；
S2、真空熔炼阶段
将步骤S1中烘干的原料按照熔点及易挥发程度等因素放入真空熔炼铸造炉中，并打开冷却循环系统，开始抽真空，待真空度达到10-3Pa以下时，通入保护气体，至炉内压力达到0.1MPa以上；之后设置熔炼炉升温功率，开始加热熔炼，待温度达到原料熔化保温温度后，开始保温；最后浇注成型铸态镁锂合金铸锭；
S3、热处理阶段
将步骤S2中得到的镁锂合金铸锭放入真空管式炉中，打开真空泵，然后通入保护气体，并设置真空热处理温度后进行固溶时效热处理工艺，最后获得含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金。
优选地，所述步骤S1中纯Mg、纯Al、纯Zn、纯Sn、纯Li、Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金和Mg-Mn中间合金，其中纯Mg、纯Al、纯Zn、纯Sn和纯Li的纯度均为99.990～99.999％，Mg-Gd、Mg-Y和Mg-Mn中间合金中的Gd、Y和Mn的含量为10～40wt.％；
优选地，所述步骤S2中按照熔点及易挥发程度等因素放入真空熔炼铸造炉中为按照原料的熔点、易氧化程度、密度和易挥发程度等加入；其中因Li元素易挥发，易燃放置于坩埚最顶部，考虑到坩埚顶部温度相对较低；
优选地，所述步骤S2中真空熔炼铸造炉为：全自动真空熔炼炉，保护气体为Ar气体；
优选地，所述步骤S2中升温功率为30～80％，保温温度为：700～800℃，保温时间为：10-60min；
优选地，所述步骤S3中热处理阶段：
S301、将步骤S2中得到的镁锂合金铸锭放入真空管式炉中，打开真空泵，抽真空3次以上，待真空度达到10-3Pa以下时，然后通入氩气保护气体，至炉内压力为0.1MPa以上后分别进行固溶热处理和时效热处理；
S302、固溶热处理为：将铸态镁锂合金在300-520℃下进行固溶处理2-30h后，再用70℃热水或0℃冷水进行水淬处理，得到固溶热处理后的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金；所述固溶热处理能够保持镁锂合金固溶过程不变形、不氧化并将第二相合金元素溶入基体中；
S303、时效热处理为：将固溶热处理后含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金在50-150℃下时效处理0.5-30h后采用水冷或空冷，得到固溶时效热处理后含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金。所述时效热处理能够析出具有高模量弥散分布的增强体颗粒，提升合金的强度和模量。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明通过合理选择合金元素以及控制Li元素含量和配比，使得镁锂合金基体中同时存在α-Mg和β-Li两基体相和高模量的强化相，不仅能够保证在低密度的前提下同时提升镁锂合金基体的强度、塑性和延伸率，而且能够提升合金的模量，获得具有含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金。同时添加多元合金化元素Al、Zn、Mn、Gd、Sn和Y等合金化元素，能够在镁锂合金基体中原位生成具有高结合强度的高模量强化颗粒相，提升合金的弹性模量。
本发明通过添加具有高溶解度的Sn、Gd、Y等稀土元素不仅能起到固溶强化和细化晶粒的效果，又能原位生成具有高模量的Al2Y、MgZn2Y(Gd、Sn)等强化相，提升合金的强韧性和模量。同时添加混合稀土元素既能够净化熔体又能够降低生产成本，确保合金元素的均匀分布，避免成分偏析，减少Li元素在高温条件下的烧损，与熔体中的Fe、Ni等有害元素形成金属间化合物，达到去除杂质和提升合金耐腐蚀性的效果。
本发明中添加Mn元素既能提升合金的耐腐蚀性又能够与Al形成高模量的强化相Al8Mn5，且能作为异质形核核心，细化晶粒，改善合金的裂纹萌生位置和扩展途径，提升塑性。添加Mn元素能形成颗粒相，分布在α-Mg和β-Li两相界面处，起到阻隔效果，避免形成微电偶腐蚀。
本发明通过同时添加Al和Zn，既可以降低Zn元素的含量，保证镁锂合金的轻量化，又可以与Li元素生成高模量的AlLi相、MgLi2Al和MgLi2Zn强化相进一步改善镁锂合金的力学性能和弹性模量。
本发明含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的制备方法通过合理的选择合金元素的含量和配比、真空熔炼和热处理等工艺相结合协同强化获得了具有超轻、低密度、高强度、高模量和耐腐蚀的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金，同时采用真空熔炼炉熔炼，有助于溶质原子在熔体中形成有序固溶体以及原位形成具有高模量的第二相，有效改善合金的强度、模量和耐腐蚀性。该制备工艺操作简单，价格低廉，质量稳定，成分精确可控，设计合理，同时所制备的镁锂合金中Li元素的收得率高达99.9％。
本发明中所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金性能：密度为1.35-1.75g/cm3，抗拉强度为280-400MPa，屈服强度为200-320MPa，延伸率为18-35％，弹性模量为65-75GPa，腐蚀电流密度为0.5～4μA·cm–2，质量损失速率为：0.05～0.5mg·cm–2·day–1，合金表面宏观表现为均匀腐蚀。
总之，本发明采用了合金化、真空熔炼和热处理相结合的方式，能够弥补现有方法中的不足，且该方法具有低成本、高效率、性能稳定、应用范围广等优点，在保证低密度的前提下能够大幅度提升镁锂合金的强度和保持优异的塑性和延展性的同时，提升镁锂合金的耐腐蚀性，最终获得含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金，满足对高性能轻量化材料的工业需求。
附图说明
图1为本发明实施例1的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的铸态显微组织图；
图2是本发明实施例1的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的固溶热处理态显微组织图；
图3是本发明实施例1的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的时效热处理态显微组织图。
图4是本发明实施例1的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的铸态和热处理态的拉伸曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明专利做进一步说明，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明专利的一部分实施例，而不是对本发明的限制，本发明的保护范围并不限于以下实施例的具体实施例。
实施例1
一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金由以下质量百分比的成分组成：Li：8wt.％，Al：4wt.％，Zn：2wt.％，Y：3wt.％，Gd：1wt.％，Mn：1wt.％，Sn：1wt.％，杂质总量小于0.05wt.％，余量为Mg。
所述的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、原料准备阶段
按照所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金中选定合金成分的质量百分比选取含4wt.％纯Al(纯度为99.99％)，含2wt.％纯Zn(纯度为99.99％)，含8wt.％纯Li(纯度为99.99％)，
含1wt.％纯Sn(纯度为99.99％)，含1wt.％Gd的Mg-30wt.％Gd中间合金，含3wt.％Y的Mg-20wt.％Y中间合金，含1wt.％Mn的Mg-10wt.％Mn中间合金，余量为纯Mg(纯度为99.99％)作为原料进行配料，然后，将上述原料进行烘干。
S2、真空熔炼阶段
将步骤S1中烘干的原料按照原料的熔点、易氧化程度、密度和易挥发程度等放入全自动真空熔炼炉中；其中因Li元素易挥发，易燃放置于坩埚最顶部，考虑到坩埚顶部温度相对较低，并打开冷却循环系统，开始抽真空，待真空度达到10-3Pa以下时，通入保护气体Ar气体，至炉内压力达到0.1MPa以上；之后设置熔炼炉升温功率为50％，开始加热熔炼，待温度达到原料熔化保温温度730℃后，开始保温10min，最后浇注成型铸态镁锂合金铸锭；
S3、热处理阶段
将步骤S2中得到的镁锂合金铸锭放入真空管式炉中，打开真空泵，抽真空3次，待真空度达到10-3Pa以下时，然后通入氩气保护气体，至炉内压力为0.1MPa以上后设置真空热处理温度，将铸态镁锂合金在345℃下进行固溶热处理6h后，用0℃冷水进行水淬处理，然后将固溶热处理后含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金在100℃下时效处理10h后采用空冷，得到固溶时效热处理后含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金。
该含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的铸态显微组织图如图1所示，组织结构主要为α-Mg，β-Li，Al2Y，Al2Gd，Al8Mn5，AlLi，Mg2Sn，AlLi，Mg Li2Al，MgLi2Zn，其中的α-Mg相占比为65％，β相占比为31％；固溶热处理态显微组织图如图2所示；时效热处理态显微组织图如图3所示；综合性能如图4所示：密度为1.65g/cm3，抗拉强度为380MPa，屈服强度为320MPa，延伸率为18％，弹性模量为70GPa，腐蚀电流密度为1μA·cm–2，质量损失速率为：0.35mg·cm–2·day–1，合金表面宏观表现为均匀腐蚀。
实施例2
一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金由以下质量百分比的成分组成：Li：10wt.％，Al：3wt.％，Zn：2wt.％，Y：2wt.％，Gd：1.5wt.％，Mn：0.5wt.％，Sn：1wt.％，杂质总量小于0.05wt.％，余量为Mg。
所述的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、原料准备阶段
按照所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金中选定合金成分的质量百分比选取含3wt.％纯Al(纯度为99.99％)，含2wt.％纯Zn(纯度为99.99％)，含10wt.％纯Li(纯度为99.99％)，
含1wt.％纯Sn(纯度为99.99％)，含1.5wt.％Gd的Mg-30wt.％Gd中间合金，含2wt.％Y的Mg-20wt.％Y中间合金，含0.5wt.％Mn的Mg-10wt.％Mn中间合金，余量为纯Mg(纯度为99.99％)作为原料进行配料，然后，将上述原料进行烘干。
S2、真空熔炼阶段
将步骤S1中烘干的原料按照原料的熔点、易氧化程度、密度和易挥发程度等放入全自动真空熔炼炉中；其中因Li元素易挥发，易燃放置于坩埚最顶部，考虑到坩埚顶部温度相对较低，并打开冷却循环系统，开始抽真空，待真空度达到10-3Pa以下时，通入保护气体Ar气体，至炉内压力达到0.1MPa以上；之后设置熔炼炉升温功率为50％，开始加热熔炼，待温度达到原料熔化保温温度750℃后，开始保温15min，最后浇注成型铸态镁锂合金铸锭；
S3、热处理阶段
将步骤S2中得到的镁锂合金铸锭放入真空管式炉中，打开真空泵，抽真空3次，待真空度达到10-3Pa以下时，然后通入氩气保护气体，至炉内压力为0.1MPa以上后设置真空热处理温度，将铸态镁锂合金在300℃下进行固溶热处理10h后，用100℃热水进行水淬处理，然后将固溶热处理后含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金在80℃下时效处理10h后采用空冷，得到固溶时效热处理后含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金。
该含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的铸态组织结构主要为α-Mg，β-Li，Al2Y，Al2Gd，Al8Mn5，AlLi，Mg2Sn，AlLi，Mg Li2Al，MgLi2Zn，其中的α-Mg相占比为60％，β相占比为34％；综合性能：密度为1.45g/cm3，抗拉强度370MPa，屈服强度为310MPa，延伸率为28％，弹性模量为72GPa，腐蚀电流密度为1.5μA·cm–2，质量损失速率为：0.5mg·cm–2·day–1，合金表面宏观表现为均匀腐蚀。
实施例3
一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金由以下质量百分比的成分组成：Li：6wt.％，Al：4wt.％，Zn：4wt.％，Y：4wt.％，Gd：0.5wt.％，Mn：1.5wt.％，Sn：1wt.％，杂质总量小于0.05wt.％，余量为Mg。
所述的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、原料准备阶段
按照所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金中选定合金成分的质量百分比选取含4wt.％纯Al(纯度为99.99％)，含4wt.％纯Zn(纯度为99.99％)，含6wt.％纯Li(纯度为99.99％)，
含1wt.％纯Sn(纯度为99.99％)，含0.5wt.％Gd的Mg-25wt.％Gd中间合金，含4wt.％Y的Mg-30wt.％Y中间合金，含1.5wt.％Mn的Mg-15wt.％Mn中间合金，余量为纯Mg(纯度为99.99％)作为原料进行配料，然后，将上述原料进行烘干。
S2、真空熔炼阶段
将步骤S1中烘干的原料按照原料的熔点、易氧化程度、密度和易挥发程度等放入全自动真空熔炼炉中；其中因Li元素易挥发，易燃放置于坩埚最顶部，考虑到坩埚顶部温度相对较低，并打开冷却循环系统，开始抽真空，待真空度达到10-3Pa以下时，通入保护气体Ar气体，至炉内压力达到0.1MPa以上；之后设置熔炼炉升温功率为50％，开始加热熔炼，待温度达到原料熔化保温温度780℃后，开始保温10min，最后浇注成型铸态镁锂合金铸锭；
S3、热处理阶段
将步骤S2中得到的镁锂合金铸锭放入真空管式炉中，打开真空泵，抽真空3次，待真空度达到10-3Pa以下时，然后通入氩气保护气体，至炉内压力为0.1MPa以上后设置真空热处理温度，将铸态镁锂合金在500℃下进行固溶热处理10h后，用0℃冷水进行水淬处理，然后将固溶热处理后含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金在150℃下时效处理15h后采用空冷，得到固溶时效热处理后含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金。
该含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的铸态组织结构主要为α-Mg，β-Li，Al2Y，Al2Gd，Al8Mn5，AlLi，Mg2Sn，AlLi，Mg Li2Al，MgLi2Zn，其中的α-Mg相占比为70％，β相占比为24％；综合性能：密度为1.75g/cm3，抗拉强度为375MPa，屈服强度为320MPa，延伸率为20％，弹性模量为75GPa，腐蚀电流密度为0.5μA·cm–2，质量损失速率为：0.1mg·cm–2·day–1，合金表面宏观表现为均匀腐蚀。
实施例4
一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金由以下质量百分比的成分组成：Li：7wt.％，Al：5wt.％，Zn：2wt.％，Y：2wt.％，Gd：2wt.％，Mn：2wt.％，Sn：2wt.％，杂质总量小于0.05wt.％，余量为Mg。
所述的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、原料准备阶段
按照所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金中选定合金成分的质量百分比选取含5wt.％纯Al(纯度为99.99％)，含2wt.％纯Zn(纯度为99.99％)，含7wt.％纯Li(纯度为99.99％)，
含2wt.％纯Sn(纯度为99.99％)，含2wt.％Gd的Mg-30wt.％Gd中间合金，含2wt.％Y的Mg-20wt.％Y中间合金，含2wt.％Mn的Mg-10wt.％Mn中间合金，余量为纯Mg(纯度为99.99％)作为原料进行配料，然后，将上述原料进行烘干。
S2、真空熔炼阶段
将步骤S1中烘干的原料按照原料的熔点、易氧化程度、密度和易挥发程度等放入全自动真空熔炼炉中；其中因Li元素易挥发，易燃放置于坩埚最顶部，考虑到坩埚顶部温度相对较低，并打开冷却循环系统，开始抽真空，待真空度达到10-3Pa以下时，通入保护气体Ar气体，至炉内压力达到0.1MPa以上；之后设置熔炼炉升温功率为50％，开始加热熔炼，待温度达到原料熔化保温温度790℃后，开始保温20min，最后浇注成型铸态镁锂合金铸锭；
S3、热处理阶段
将步骤S2中得到的镁锂合金铸锭放入真空管式炉中，打开真空泵，抽真空3次，待真空度达到10-3Pa以下时，然后通入氩气保护气体，至炉内压力为0.1MPa以上后设置真空热处理温度，将铸态镁锂合金在450℃下进行固溶热处理10h后，用0℃冷水进行水淬处理，然后将固溶热处理后含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金在150℃下时效处理10h后采用空冷，得到固溶时效热处理后含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金。
该含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的铸态组织结构主要为α-Mg，β-Li，Al2Y，Al2Gd，Al8Mn5，AlLi，Mg2Sn，AlLi，Mg Li2Al，MgLi2Zn，其中的α-Mg相占比为68％，β相占比为26％；综合性能：密度为1.68g/cm3，抗拉强度为400MPa，屈服强度为300MPa，延伸率为25％，弹性模量为70GPa，腐蚀电流密度为1.5μA·cm–2，质量损失速率为：0.35mg·cm–2·day–1，合金表面宏观表现为均匀腐蚀。
实施例5
一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金由以下质量百分比的成分组成：Li：9wt.％，Al：2.5wt.％，Zn：2wt.％，Y：2wt.％，Gd：1wt.％，Mn：2wt.％，Sn：2wt.％，杂质总量小于0.05wt.％，余量为Mg。
所述的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、原料准备阶段
按照所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金中选定合金成分的质量百分比选取含2.5wt.％纯Al(纯度为99.99％)，含2wt.％纯Zn(纯度为99.99％)，含9wt.％纯Li(纯度为99.99％)，
含2wt.％纯Sn(纯度为99.99％)，含1wt.％Gd的Mg-30wt.％Gd中间合金，含2wt.％Y的Mg-30wt.％Y中间合金，含2wt.％Mn的Mg-20wt.％Mn中间合金，余量为纯Mg(纯度为99.99％)作为原料进行配料，然后，将上述原料进行烘干。
S2、真空熔炼阶段
将步骤S1中烘干的原料按照原料的熔点、易氧化程度、密度和易挥发程度等放入全自动真空熔炼炉中；其中因Li元素易挥发，易燃放置于坩埚最顶部，考虑到坩埚顶部温度相对较低，并打开冷却循环系统，开始抽真空，待真空度达到10-3Pa以下时，通入保护气体Ar气体，至炉内压力达到0.1MPa以上；之后设置熔炼炉升温功率为50％，开始加热熔炼，待温度达到原料熔化保温温度730℃后，开始保温30min，最后浇注成型铸态镁锂合金铸锭；
S3、热处理阶段
将步骤S2中得到的镁锂合金铸锭放入真空管式炉中，打开真空泵，抽真空3次，待真空度达到10-3Pa以下时，然后通入氩气保护气体，至炉内压力为0.1MPa以上后设置真空热处理温度，将铸态镁锂合金在450℃下进行固溶热处理15h后，用0℃冷水进行水淬处理，然后将固溶热处理后含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金在60℃下时效处理20h后采用空冷，得到固溶时效热处理后含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金。
该含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的铸态组织结构主要为α-Mg，β-Li，Al2Y，Al2Gd，Al8Mn5，AlLi，Mg2Sn，AlLi，Mg Li2Al，MgLi2Zn，其中的α-Mg相占比为62％，β相占比为32％；综合性能：密度为1.55g/cm3，抗拉强度为385MPa，屈服强度为315MPa，延伸率为30％，弹性模量为68GPa，腐蚀电流密度为2μA·cm–2，质量损失速率为：0.5mg·cm–2·day–1，合金表面宏观表现为均匀腐蚀。
上述方案中，本发明通过合理选择合金元素以及控制Li元素含量和配比，使得镁锂合金基体中同时存在α-Mg和β-Li两基体相和高模量的强化相，不仅能够保证在低密度的前提下同时提升镁锂合金基体的强度、塑性和延伸率，而且能够提升合金的模量，获得具有含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金。同时添加多元合金化元素Al、Zn、Mn、Gd、Sn和Y等合金化元素，能够在镁锂合金基体中原位生成具有高结合强度的高模量强化颗粒相，提升合金的弹性模量。
本发明通过添加具有高溶解度的Sn、Gd、Y等稀土元素不仅能起到固溶强化和细化晶粒的效果，又能原位生成具有高模量的Al2Y、MgZn2Y(Gd、Sn)等强化相，提升合金的强韧性和模量。同时添加混合稀土元素既能够净化熔体又能够降低生产成本，确保合金元素的均匀分布，避免成分偏析，减少Li元素在高温条件下的烧损，与熔体中的Fe、Ni等有害元素形成金属间化合物，达到去除杂质和提升合金耐腐蚀性的效果。
本发明中添加Mn元素既能提升合金的耐腐蚀性又能够与Al形成高模量的强化相Al8Mn5，且能作为异质形核核心，细化晶粒，改善合金的裂纹萌生位置和扩展途径，提升塑性。添加Mn元素能形成颗粒相，分布在α-Mg和β-Li两相界面处，起到阻隔效果，避免形成微电偶腐蚀。
本发明通过同时添加Al和Zn，既可以降低Zn元素的含量，保证镁锂合金的轻量化，又可以与Li元素生成高模量的AlLi相、MgLi2Al和MgLi2Zn强化相进一步改善镁锂合金的力学性能和弹性模量。
本发明含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的制备方法通过合理的选择合金元素的含量和配比、真空熔炼和热处理等工艺相结合协同强化获得了具有超轻、低密度、高强度、高模量和耐腐蚀的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金，同时采用真空熔炼炉熔炼，有助于溶质原子在熔体中形成有序固溶体以及原位形成具有高模量的第二相，有效改善合金的强度、模量和耐腐蚀性。该制备工艺操作简单，价格低廉，质量稳定，成分精确可控，设计合理，同时所制备的镁锂合金中Li元素的收得率高达99.9％。
本发明中所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金性能：密度为1.35-1.75g/cm3，抗拉强度为280-400MPa，屈服强度为200-320MPa，延伸率为18-35％，弹性模量为65-75GPa，腐蚀电流密度为0.5～4μA·cm–2，质量损失速率为：0.05～0.5mg·cm–2·day–1，合金表面宏观表现为均匀腐蚀。
总之，本发明采用了合金化、真空熔炼和热处理相结合的方式，能够弥补现有方法中的不足，且该方法具有低成本、高效率、性能稳定、应用范围广等优点，在保证低密度的前提下能够大幅度提升镁锂合金的强度和保持优异的塑性和延展性的同时，提升镁锂合金的耐腐蚀性，最终获得含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金，满足对高性能轻量化材料的工业需求。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金，其特征在于，所述含Sn的超轻高强高模双相镁锂合金由以下质量百分比的成分组成：Li：5.5-10.7wt.％，Al：0.5-5wt.％，Zn：0.5-3.8wt.％，Y：0.5-5wt.％，Gd：0.05-3.5wt.％，Mn：0.05-2.5wt.％，Sn：0.01-3.5wt.％，杂质总量小于0.05wt.％，余量为Mg。
2.根据权利要求1所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金，其特征在于，含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的组织结构主要为α-Mg，β-Li，Al2Y，Al2Gd，Al8Mn5，AlLi，Mg2Sn，AlLi，Mg Li2Al，MgLi2Zn，其中的α-Mg相占比为35-85％，β相占比为35-85％，α相+β相的总占比不超过94％。
3.根据权利要求1所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金，其特征在于，所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金性能：密度为1.35-1.75g/cm3，抗拉强度为280-400MPa，屈服强度为200-320MPa，延伸率为18-35％，弹性模量为65-75GPa，腐蚀电流密度为0.5～4μA·cm–2，质量损失速率为：0.05～0.5mg·cm–2·day–1，合金表面宏观表现为均匀腐蚀。
4.根据权利要求1-3任一所述的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
S1、原料准备阶段
按照所述含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金中选定合金成分的质量百分比选取纯Mg、纯Al、纯Zn、纯Sn、纯Li、Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金和Mg-Mn中间合金作为原料进行配料，然后，将上述原料进行烘干；
S2、真空熔炼阶段
将步骤S1中烘干的原料按照熔点及易挥发程度等因素放入真空熔炼铸造炉中，并打开冷却循环系统，开始抽真空，待真空度达到10-3Pa以下时，通入保护气体，至炉内压力达到0.1MPa以上；之后设置熔炼炉升温功率，开始加热熔炼，待温度达到原料熔化保温温度后，开始保温；最后浇注成型铸态镁锂合金铸锭；
S3、热处理阶段
将步骤S2中得到的镁锂合金铸锭放入真空管式炉中，打开真空泵，然后通入保护气体，并设置真空热处理温度后进行固溶时效热处理工艺，最后获得含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金。
5.根据权利要求4所述的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中纯Mg、纯Al、纯Zn、纯Sn、纯Li、Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金和Mg-Mn中间合金，其中纯Mg、纯Al、纯Zn、纯Sn和纯Li的纯度均为99.990～99.999％，Mg-Gd、Mg-Y和Mg-Mn中间合金中的Gd、Y和Mn的含量为10～40wt.％。
6.根据权利要求4所述的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中按照熔点及易挥发程度等因素放入真空熔炼铸造炉中为按照原料的熔点、易氧化程度、密度和易挥发程度等加入；其中因Li元素易挥发，易燃放置于坩埚最顶部，考虑到坩埚顶部温度相对较低。
7.根据权利要求4所述的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中真空熔炼铸造炉为：全自动真空熔炼炉，保护气体为Ar气体。
8.根据权利要求4所述的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中升温功率为30～80％，保温温度为：700～800℃，保温时间为：10-60min。
9.根据权利要求4所述的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中热处理阶段：
S301、将步骤S2中得到的镁锂合金铸锭放入真空管式炉中，打开真空泵，抽真空3次以上，待真空度达到10-3Pa以下时，然后通入氩气保护气体，至炉内压力为0.1MPa以上后分别进行固溶热处理和时效热处理；
S302、固溶热处理为：将铸态镁锂合金在300-520℃下进行固溶处理2-30h后，再用70℃热水或0℃冷水进行水淬处理，得到固溶热处理后的含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金；所述固溶热处理能够保持镁锂合金固溶过程不变形、不氧化并将第二相合金元素溶入基体中；
S303、时效热处理为：将固溶热处理后含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金在50-150℃下时效处理0.5-30h后采用水冷或空冷，得到固溶时效热处理后含Sn的超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金。所述时效热处理能够析出具有高模量弥散分布的增强体颗粒，提升合金的强度和模量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211695179.8A CN116377298A (zh) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211695179.8A CN116377298A (zh) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116377298A true CN116377298A (zh) | 2023-07-04 |
Family
ID=86973739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211695179.8A Pending CN116377298A (zh) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116377298A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013007068A (ja) * | 2011-06-22 | 2013-01-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金鋳造材 |
| DE102012107633A1 (de) * | 2012-08-20 | 2014-02-20 | Eckart Gmbh | Zinkmagnesiumlegierung-Korrosionsschutzpigmente, Korrosionsschutzlack und Verfahren zur Herstellung der Korrosionsschutzpigmente |
| CN114540686A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-05-27 | 北京理工大学 | 一种多元微合金化高强高模双相镁锂合金及其制备方法 |
| CN114540681A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-27 | 北京理工大学 | 一种高强高模耐腐蚀的双相镁锂合金结构件及制备方法 |
-
2022
- 2022-12-28 CN CN202211695179.8A patent/CN116377298A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013007068A (ja) * | 2011-06-22 | 2013-01-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金鋳造材 |
| DE102012107633A1 (de) * | 2012-08-20 | 2014-02-20 | Eckart Gmbh | Zinkmagnesiumlegierung-Korrosionsschutzpigmente, Korrosionsschutzlack und Verfahren zur Herstellung der Korrosionsschutzpigmente |
| CN114540681A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-27 | 北京理工大学 | 一种高强高模耐腐蚀的双相镁锂合金结构件及制备方法 |
| CN114540686A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-05-27 | 北京理工大学 | 一种多元微合金化高强高模双相镁锂合金及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102978452B (zh) | Al-Fe-Sn-RE铝合金及其制备方法和电力电缆 | |
| CN108642336B (zh) | 一种挤压铸造铝合金材料及其制备方法 | |
| CN100335666C (zh) | 含稀土高强度铸造镁合金及其制备方法 | |
| CN103103396B (zh) | Al-Fe-Hf-RE铝合金及其制备方法和电力电缆 | |
| CN101353747A (zh) | 压铸耐热镁合金及其制备方法 | |
| CN114250393B (zh) | 一种高强度高模量双相的镁锂合金及制备方法 | |
| CN114540685B (zh) | 一种抗时效软化高强高模耐腐蚀的双相镁锂合金及制备方法 | |
| CN114015918B (zh) | 一种低密度高强度高模量的镁锂合金及制备方法 | |
| CN101787471B (zh) | 一种低稀土高强度镁锂合金及其制备方法 | |
| CN101250656A (zh) | 抗蠕变镁合金及其制备方法 | |
| CN109930045B (zh) | 适于重力铸造的高强韧耐热Mg-Gd合金及其制备方法 | |
| CN102978453B (zh) | Al-Fe-In-RE铝合金及其制备方法和电力电缆 | |
| CN103160721A (zh) | 一种高硬度耐热镁合金 | |
| CN115161525B (zh) | 一种高强高弹性模量的稀土单相镁锂合金及制备方法 | |
| CN109930044B (zh) | 适于重力铸造的高强韧耐热Mg-Gd-Y合金及其制备方法 | |
| CN103103397B (zh) | Al-Fe-Cd-RE铝合金及其制备方法和电力电缆 | |
| CN112708803B (zh) | 一种高比模量铝合金及其制备方法 | |
| CN103484742A (zh) | 高强度阻尼镁合金 | |
| CN1352316A (zh) | 一种铝铒合金 | |
| CN100564561C (zh) | 含钆压铸耐热高锌镁合金的制备方法 | |
| CN114540681B (zh) | 一种高强高模耐腐蚀的双相镁锂合金结构件及制备方法 | |
| CN110819861A (zh) | 一种Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金及其制备方法 | |
| CN114703409B (zh) | 一种高强度耐腐蚀铝合金及其铸造方法 | |
| CN114645169B (zh) | 一种高强韧铸造镁稀土合金及其制备方法 | |
| CN116377298A (zh) | 一种含Sn超轻高强高模双相耐腐蚀镁锂合金及其制备方法 |
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 |