專利名稱：一種Gd摻雜的鎂鋰合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種合金，具體的說是一種Gd摻雜鎂鋰合金。
(二)
背景技術(shù)：
Mg-Li系合金是一種新型合金，它們輕如塑料而堅(jiān)如金屬，變形性(可鍛性) 比其他鎂合金好，而且具有良好的減震性能和抗高能粒子穿透能力，因此在通訊 電子工業(yè)、軍工和航空航天工業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。
但由于鎂鋰合金的強(qiáng)度較低，且時(shí)效穩(wěn)定性和耐腐蝕性差，制約了鎂鋰合金 的發(fā)展。通常采用合金化法來提高合金性能。最常用的增強(qiáng)元素為A1、 Zn以及 稀土元素,Bin Liu等人(Bin Liu,Milin Zhang,Ruizhi Wu，Materials Science and Engineering A 487 (2008) 347 - 351)制備了 Mg-14Li—1A1—xNd鎂鋰合金，獲得 了較高塑性的合金。同時(shí)因?yàn)橄⊥猎豊d的加入，極大的細(xì)化了晶粒，增加了 合金的強(qiáng)度。但由于其Li的含量在14wtW以上，不但增加了合金的成本，而且 降低了合金的強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性以及耐腐蝕性。D.K.Xu等人(D.K.Xu， L.Liu， Y.B.Xu, ScriptaMaterialia. 285. 57(2007))，在鎂鋰合金中加入了 Zn、 Y對合金 進(jìn)行增強(qiáng)，得到了強(qiáng)度較高且塑性較好的合金。但由于加入Zn的量在3wty。以 上，這樣不但增加了合金的密度，而且合金的組織及性能穩(wěn)定性差，易產(chǎn)生過時(shí) 效問題。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在保持低密度的基礎(chǔ)上，既有較高強(qiáng)度，又有較 高塑性的一種Gd摻雜的鎂鋰合金。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的重量百分比組成為Li: 6 9%， Al: 2 5%， Zn: 0.5 2%， Gd: 0.2 1.5%，余量為Mg。
本發(fā)明的Gd摻雜的鎂鋰合金，在室溫下，其抗拉強(qiáng)度200 240MPa,屈 服強(qiáng)度180 230MPa，延伸率為18 28%，抗沖擊韌性為270 430KJ/m2， 密度為1.30 1.50g/cm3; 150。C下，抗拉強(qiáng)度130 180MPa，屈服強(qiáng)度120 162 MPa，延伸率為15 22%。本發(fā)明在加入常用的鎂鋰合金強(qiáng)化元素Al、 Zn的基礎(chǔ)上，將稀土元素Gd
引入鎂鋰合金。Al是合金的主要強(qiáng)化元素，Zn也是合金的強(qiáng)化元素，同時(shí)改變 合金的塑性，Gd可以產(chǎn)生固溶強(qiáng)化作用，改善合金微觀結(jié)構(gòu)、細(xì)化晶粒。同時(shí)， Li含量的提高使合金處于a+e兩相區(qū)，因此提高了合金的塑性，同時(shí)降低了合 金的密度。
采用真空熔煉的方法熔煉合金，各組分為純鎂、純鋰、純鋁、純鋅和鎂軋中 間合金，其純度均在99.95%以上。熔煉在真空感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行。熔煉之前先 將爐內(nèi)抽至真空狀態(tài)，再充入氬氣進(jìn)行保護(hù)。熔煉過程一直在氬氣氣氛保護(hù)的狀 態(tài)下進(jìn)行。熔煉后的熔體澆鑄到金屬模具中，得到鑄態(tài)合金。
所得到的鑄態(tài)合金在350土10。C下進(jìn)行均勻化處理，然后把均勻化處理后的 合金進(jìn)行變形加工(擠壓或軋制)，得到變形態(tài)合金。 具體實(shí)施例方式
下面舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述-
實(shí)施例1:
鎂鋰合金的成分以及重量百分比為Li: 8%、 Al: 3%、 Zn: 1.5%、 Gd: 0.2%， 余量為Mg。熔煉在真空感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行。熔煉之前先將爐內(nèi)抽至真空狀態(tài)， 再充入保護(hù)氣(氬氣)，然后開始熔煉(整個(gè)熔煉過程均處于氬氣保護(hù)狀態(tài)下)， 熔煉后的熔體澆鑄到金屬模具中，得到鑄態(tài)合金。所得到的鑄態(tài)合金在350土10 'C下進(jìn)行均勻化處理，然后把均勻化處理后的合金進(jìn)行變形加工(擠壓或軋制)， 得到變形態(tài)合金。變形態(tài)的合金在電子萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行力學(xué)性能測試，用阿基 米德法測試合金的密度。
所得的鎂鋰合金在室溫下，抗拉強(qiáng)度210MPa，屈服強(qiáng)度195MPa，延伸 率為20%，抗沖擊韌性為312KJ/m2，密度為1.42g/cm3; 150'C下，抗拉強(qiáng) 度152MPa，屈服強(qiáng)度140MPa，延伸率為18%。
實(shí)施例2:
其它實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1，鎂鋰合金的成分以及重量百分比為Li: 8%、 Al: 3.5%、 Zn: 1%、 Gd: 0.5%，余量為Mg。變形態(tài)的合金在電子萬能試驗(yàn)機(jī)
上進(jìn)行力學(xué)性能測試，用阿基米德法測試合金的密度。
所得的鎂鋰合金在室溫下，抗拉強(qiáng)度228MPa，屈服強(qiáng)度210MPa，延伸率為23%，抗沖擊韌性為330KJ/m2，密度為1.44g/cm3; 150'C下，抗拉強(qiáng)
度168MPa，屈服強(qiáng)度154MPa，延伸率為19%。
實(shí)施例3:
其它實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1,鎂鋰合金的成分以及重量百分比為Li:: 8%、 Al: 3.5%、 Zn: 1%、 Gd: 1%，余量為Mg。變形態(tài)的合金在電子萬能試驗(yàn)機(jī)上
進(jìn)行力學(xué)性能測試，用阿基米德法測試合金的密度。
所得的鎂鋰合金在室溫下，抗拉強(qiáng)度240MPa，屈服強(qiáng)度228MPa，延伸 率為25%，抗沖擊韌性為350KJ/m2，密度為1.48g/cm3; 15(TC下，抗拉強(qiáng) 度174MPa，屈服強(qiáng)度162MPa，延伸率為22%。
權(quán)利要求
1、一種Gd摻雜的鎂鋰合金，其特征在于其重量百分比組成為Li6～9％，Al2～5％，Zn0.5～2％，Gd0.2～1.5％，余量為Mg。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書l所述的一種Gd摻雜的鎂鋰合金，其特征在于其重 量百分比組成為Li: 8%, Al: 3.5%， Zn: 1%， Gd: 1%，余量為Mg。
3、 根據(jù)權(quán)利要求書l或2所述的一種Gd摻雜的鎂鋰合金，其特征在于-是具有如下特性的合金在室溫下，其抗拉強(qiáng)度200 240MPa，屈服強(qiáng)度-180 230MPa，延伸率為18 28%，抗沖擊韌性為270 430KJ/m2，密度為 1.30 1.50g/cm3; 15(TC下，抗拉強(qiáng)度130 180MPa，屈服強(qiáng)度120 162 MPa， 延伸率為15 22%。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種Gd摻雜的鎂鋰合金。其重量百分比組成為Li6～9％，Al2～5％，Zn0.5～2％，Gd0.2～1.5％，余量為Mg。本發(fā)明在加入常用的鎂鋰合金強(qiáng)化元素Al、Zn的基礎(chǔ)上，將稀土元素Gd引入鎂鋰合金。Al是合金的主要強(qiáng)化元素，Zn也是合金的強(qiáng)化元素，同時(shí)改變合金的塑性，Gd可以產(chǎn)生固溶強(qiáng)化作用，改善合金微觀結(jié)構(gòu)、細(xì)化晶粒。同時(shí)，Li含量的提高使合金處于α+β兩相區(qū)，因此提高了合金的塑性，同時(shí)降低了合金的密度。
文檔編號C22C23/00GK101429611SQ200810137519
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者劉巖峰, 張密林, 景曉燕, 李茹民, 君 王, 樞 門 申請人:哈爾濱工程大學(xué)