]所述的制备方法中，所述中间合金Mg - Gd中Gd占20?50wt %，即采用中间合金Mg - (20?50)wt% Gd ;所述中间合金Mg-Y中Y占20?50wt %，即采用中间合金Mg-(20 ?50)wt% Yo
[0040]实施例1
[0041]本实施例涉及的高强度高弹性模量铸造镁合金的组分及其质量百分比为:6wt%Gd、5wt % Y、5wt % L1、6wt % Al，杂质元素 S1、Fe、Cu 和 Ni 的含量小于 0.03wt %，余量为皿8(被％是指组分占所制备的镁合金总质量的百分比，总质量为Mg、Al、Li和各种中间合金的质量和)。
[0042]该镁合金的制备方法包括真空熔炼和随后的热处理两个工艺工序。
[0043]其中，在前的真空熔炼工艺步骤如下:
[0044](I)烘料:将纯Mg、纯Al、中间合金Mg-Gd和Mg-Y在170°C预热3小时以上，而纯Li不需要预热；
[0045](2)熔Mg、Gd、Y和Al:将真空感应熔炼炉中的坩祸预热至400°C，放入烘干后的纯Mg、纯Al ,Mg - Gd和Mg - Y，Mg - Gd中间合金为Mg - 20wt % Gd，即中间合金Mg - Gd中Gd占20wt%,加入量根据该中间合金Mg - Gd中Gd所占的质量百分比(即20wt% )确定，使Gd最后在制备的镁合金的总质量中占6wt% ；Mg-Y中间合金为中间合金为Mg-20wt% Y，即中间合金Mg-Y中Y占20￥七％，加入量根据该中间合金]\%-￥中Y所占的质量百分比(即20wt.% )确定，使Y最后在制备的镁合金的总质量中占5wt.% ;开始抽真空，经过3次反充惰性气体氩气使真空度最终达到0.3个大气压，然后升温熔化。
[0046](3)加L1:待纯Mg、纯Al、Mg-Gd和Mg-Y完全熔化后升温至700 °C时真空条件下加入 5wt%M Li ；
[0047](4)铸造:待纯Li完全熔化后，熔体温度回升至740°C时搅拌5分钟，然后静置5分钟，静置后待熔体温度至710°C后撇去表面浮渣并进行浇铸成合金锭，浇铸用钢制模具预先加热至250°C ；
[0048]随后的热处理工艺工序为:
[0049]将真空熔炼得到的Mg -Gd-Y-L1-Al合金锭在500 °C温度中进行18小时的固溶处理，而后在200°C温度中进行50小时的时效处理，最后得到高强度高弹性模量Mg-Gd-Y-L1-Al 合金。
[0050]该高强度高弹性模量Mg-Gd-Y-L1-Al合金T6态的微观组织见图1，室温力学性能为:
[0051]抗拉强度:330MPa，弹性模量:60GPa。
[0052]实施例2
[0053]本实施例涉及的高强度高弹性模量铸造镁合金的组分及其质量百分比为:12wt%Gd、Iwt% Y、Iwt% L1、2wt% Al，杂质元素 S1、Fe、Cu 和 Ni 的含量小于 0.03wt%,余量为Mg。
[0054]该镁合金的制备方法包括真空熔炼和随后的热处理两个工艺工序。
[0055]其中，在前的真空熔炼工艺步骤如下:
[0056](I)烘料:将纯Mg、纯Al、中间合金Mg - Gd和Mg - Y在230°C预热3小时以上，而纯Li不需要预热；
[0057](2)熔Mg、Gd、Y和Al:将真空感应熔炼炉中的坩祸预热至500°C，放入烘干后的纯Mg、纯Al ,Mg - Gd和Mg - Y，Mg - Gd中间合金为Mg - 50wt % Gd，即中间合金Mg - Gd中Gd占50wt%,加入量根据该中间合金Mg - Gd中Gd所占的质量百分比(即50wt% )确定，使Gd最后在制备的镁合金的总质量中占12wt%;Mg - Y中间合金为中间合金为Mg - 50wt% Y，即中间合金Mg-Y中Y占50￥七％，加入量根据该中间合金]\%-￥中Y所占的质量百分比(即50wt% )确定，使Y最后在制备的镁合金的总质量中占lwt% ;开始抽真空，经过5次反充惰性气体氩气使真空度最终达到0.7个大气压，然后升温熔化。
[0058](3)加L1:待纯Mg、纯Al、Mg-Gd和Mg-Y完全熔化后升温至760 °C时真空条件下加入；
[0059](4)铸造:待纯Li完全熔化后，熔体温度回升至720°C时搅拌5分钟，然后静置10分钟，静置后待熔体温度至740°C后撇去表面浮渣并进行浇铸成合金锭，浇铸用钢制模具预先加热至170°C ；
[0060]随后的热处理工艺工序为:
[0061]将真空熔炼得到的Mg -Gd-Y-L1-Al合金锭在450°C温度中进行30小时的固溶处理，而后在230°C温度中进行28小时的时效处理，最后得到高强度高弹性模量Mg-Gd-Y-L1-Al 合金。
[0062]该高强度高弹性模量Mg-Gd-Y-L1-Al合金T6态的微观组织见图2，室温力学性能为:
[0063]抗拉强度:300MPa，弹性模量:50GPa。
[0064]实施例3
[0065]本实施例涉及的高强度高弹性模量铸造镁合金的组分及其质量百分比为:9wt%Gd、3wt% Y、3wt% L1、4wt% Al，杂质元素 S1、Fe、Cu 和 Ni 的含量小于 0.03wt%,余量为Mg。
[0066]该镁合金的制备方法包括真空熔炼和随后的热处理两个工艺工序。
[0067]其中，在前的真空熔炼工艺步骤如下:
[0068](I)烘料:将纯Mg、纯Al、中间合金Mg - Gd和Mg - Y在200°C预热3小时以上，而纯Li不需要预热；
[0069](2)熔Mg、Gd、Y和Al:将真空感应熔炼炉中的坩祸预热至450°C，放入烘干后的纯Mg、纯Al ,Mg - Gd和Mg - Y，Mg - Gd中间合金为Mg - 35wt % Gd，即中间合金Mg - Gd中Gd占35界1:%，加入量根据该中间合金1%-6(1中Gd所占的质量百分比(即35wt% )确定，使Gd最后在制备的镁合金的总质量中占1wt%;Mg - Y中间合金为中间合金为Mg - 35wt% Y，即中间合金Mg-Y中Y占35￥七％，加入量根据该中间合金]\%-￥中Y所占的质量百分比(即35wt.% )确定，使Y最后在制备的镁合金的总质量中占3wt.% ;开始抽真空，经过4次反充惰性气体氩气使真空度最终达到0.5个大气压，然后升温熔化。
[0070](3)加L1:待纯Mg、纯Al、Mg-Gd和Mg-Y完全熔化后升温至730 °C时真空条件下加入 3wt%M Li ；
[0071](4)铸造:待纯Li完全熔化后，熔体温度回升至730°C时搅拌5分钟，然后静置8分钟，静置后待熔体温度至725°C后撇去表面浮渣并进行浇铸成合金锭，浇铸用钢制模具预先加热至210°C ；
[0072]随后的热处理工艺工序为:
[0073]将真空熔炼得到的Mg-Gd-Y-L1-Al合金锭在490°C温度中进行18小时的固溶处理，而后在260°C温度中进行6小时的时效处理，最后得到高强度高弹性模量Mg - Gd -Y-L1-Al 合金。
[0074]该高强度高弹性模量Mg-Gd-Y-L1-Al合金T6态的微观组织见图3，室温力学性能为:
[0075]抗拉强度:320MPa，弹性模量:55GPa。
[0076]对比例I
[0077]本对比例是实施例1的对比例，提供一种镁合金，与实施例1所涉镁合金不同之处在于，不含Li。
[0078]该镁合金Mg - Gd - Y - Al的T6态的室温力学性能为:
[0079]抗拉强度:315MPa，弹性模量:44GPa。
[0080]对比例2
[0081]本对比例是实施例1的对比例，提供一种镁合金，与实施例1所涉镁合金不同之处在于，不含Al。
[0082]该镁合金Mg - Gd - Y - Li的T6态的室温力学性能为:
[0083]抗拉强度:300MPa，弹性模量:48GPa。
[0084]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【主权项】
1.一种高强度高弹性模量铸造镁合金，其特征在于，由按如下重量百分比计的元素组成:Gd:6?12wt%、Li:I?5wt%、Y:I?5wt%、Al:2?6wt%，余量为Mg和不可避免的杂质，其中，所述杂质中S1、Fe、Cu和Ni的总含量小于0.03wt%o2.一种如权利要求1所述镁合金的制备方法，其特征在于，包括依次进行的真空熔炼和热处理两个步骤。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述真空熔炼步骤包括如下操作: 按镁合金中元素的化学计量比配料后，将纯Mg、纯Al、中间合金Mg - Gd和Mg - Y在170?230°C预热3小时以上； 将预热后的纯Mg、纯Al、中间合金Mg - Gd和Mg - Y在400?500°C下，于0.3?0.7个大气压中进行升温熔化； 待纯Mg、纯Al、中间合金Mg - Gd和Mg - Y完全溶化后，继续升温至700?760°C后加入纯Li，待纯Li完全熔化后，将熔体升温至720?740 V，搅拌后静置，待熔体温度降至710?740 °C后浇铸成合金锭。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述中间合金Mg- Gd中，Gd的含量为20 ?50wt%。5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述中间合金Mg-Y中，Y的含量为20 ?50wt%。6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述浇铸操作所用的钢制模具预先加热至170?250°C。7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热处理步骤包括如下操作:将真空熔炼步骤中得到的合金锭在450?530 °C下进行6?30h的固溶处理，然后在200?260 °C下进彳丁 6?50h的时效处理。
【专利摘要】本发明提供了一种高强度高弹性模量铸造镁合金及其制备方法，所述镁合金由按如下重量百分比计的元素组成：Gd：6～12wt％、Li：1～5wt％、Y：1～5wt％、Al：2～6wt％，余量为Mg和不可避免的杂质，其中，所述杂质中Si、Fe、Cu和Ni的总含量小于0.03wt％。所述镁合金的制备方法，包括依次进行的真空熔炼和热处理两个步骤。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明采用真空感应熔炼炉进行熔炼，降低了熔炼过程中夹杂物的产生，并大幅度降低了熔体在较高温度下的停留时间；本发明使所述镁合金在优化的热处理工艺条件下能够达到充分发挥其固溶强化和时效硬化的效果。
【IPC分类】C22C23/06, C22C1/03
【公开号】CN104928550
【申请号】CN201510334808
【发明人】吴国华, 刘文才, 李艳磊, 丁文江, 闵昌万, 王少华, 周克华
【申请人】上海交通大学, 北京临近空间飞行器系统工程研究所
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月16日