CN115449684A - 镁合金及其制备方法、镁合金铸锭和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镁合金及其制备方法、镁合金铸锭和应用，其中镁合金，以重量百分数计，包括5％～12％的钆、1％～5％的钇、1％～5％的钐、0.1％～0.8％的锆、0.01％～0.5％的金属A以及80％～90％的镁，其中所述金属A选自镧以及锶中的一种或多种。上述镁合金材料通过对原料组分的调控，借助稀土金属钐、钆以及钇在晶界析出弥散的纳米级稀土相来强化基体金属镁，并利用镧或锶析出的高温稳定相来抑制热处理过程中晶粒的粗化长大。上述金属原料可充分发挥元素的固溶强化、时效强化、细晶强化及其协同强化作用，从而提升镁合金的耐热性、强度及延展性。

Description

镁合金及其制备方法、镁合金铸锭和应用

技术领域

本发明涉及冶金材料领域，特别是涉及一种镁合金及其制备方法、镁合金铸锭和应用。

背景技术

镁合金因其具有高比强度、高比刚度、良好的铸造性、导热性、减震性、电磁屏蔽性以及易回收等优点，在航空航天、轨道交通、汽车工业及3C产品等领域展现出巨大应用潜力，被认为是一种有效轻量化、节约能源和可持续发展的理想材料。但是，镁合金强度低、塑性及耐热性差等缺点，成为了制约其大规模应用的主要因素之一。

以Gd为主要沉淀强化元素的镁钆合金(MgGd)系铸造镁合金表现出的力学性能远高于传统的WE43、WE54等商用铸造镁合金，尽管在材料轻量化领域已经得到应用，但其仍无法满足航空航天、轨道交通等装备对材料耐高温性能日趋苛刻的要求。

传统改善材料性能的常用手段包括多元合金化以及通过热处理工艺来调控析出相形态、尺寸及分布，进而改善材料的性能，多元合金化由于其所添加的合金化元素种类过多(九种甚至以上)，将带来合金成分难以控制、元素之间的相互作用复杂、增强相组成调控困难等问题，实际生产中难以实现。另一种通过优化热处理工艺来实现在晶内、晶界均析出了细小、弥散的高温稳定相，起到了晶内、晶界协同钉扎位错来增强材料的塑性和耐热性。但还未能很好解决热处理过程中晶粒粗化，晶界析出相脆化及元素之间协同强化的问题。

发明内容

基于此，为了提高镁合金的耐热性、强度及延展性，有必要提供一种镁合金及其制备方法、镁合金铸锭和应用。

本发明提供了一种镁合金，以重量百分数计，包括5％～12％的钆、1％～5％的钇、1％～5％的钐、0.1％～0.8％的锆、0.01％～0.5％的金属A以及80％～90％的镁，其中所述金属A选自镧以及锶中的一种或多种。

在其中一个实施例中，以重量百分数计，包括7％～10％的钆、1％～4％的钇、1％～4％的钐、0.2％～0.6％的锆、0.01％～0.4％的镧以及83％～88％的镁，或

以重量百分数计，包括7％～10％的钆、1％～4％的钇、1％～4％的钐、0.2％～0.6％的锆、0.01％～0.05％的锶以及83％～88％的镁。

进一步地，本发明还提供一种镁合金的制备方法包括以下步骤：

S10：按照上述镁合金的组成准备金属镁、镁钆中间合金、镁钇中间合金、镁锆中间合金以及中间合金B，其中所述中间合金B选自镁镧中间合金以及镁锶中间合金中的一种或多种；

S20：混合金属镁、镁钆中间合金、镁钐中间合金、镁钇中间合金以及中间合金B加热至熔化，第一次搅拌，制备预混合镁合金；

S30：向所述预混合镁合金中加入镁锆中间合金加热至熔化，第二次搅拌，保温，加入精炼剂，第三次搅拌，进行一次或多次精炼，制备预浇铸合金；

S40：对所述预浇铸合金进行浇铸。

在其中一个实施例中，步骤S20中，在包含SF₆的气体环境中加热至730℃～750℃，第一次搅拌的时间为2min～5min。

在其中一个实施例中，步骤S30中，第二次搅拌的时间为2min～5min，保温时间为10min～20min，第三次搅拌为2min～5min。

在其中一个实施例中，在步骤S30之后以及步骤S40之前还包括对所述预浇铸合金进行除气处理的步骤：在氩气气氛中对所述预浇铸合金进行一次或多次除气处理每次所述除气处理的时间为4min～8min。

在其中一个实施例中，所述精炼剂选自JDMJ精炼剂、RJ2精炼剂以及RJ6精炼剂中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述精炼剂的质量为所述镁合金质量的0.8％～1.5％。

更进一步地，本发明还提供一种镁合金铸锭，包括对如上述的镁合金进行热处理，所述热处理的步骤包括：

对所述的镁合金依次进行固溶处理、室温水淬、时效处理以及室温水冷。

本发明还提供上述的镁合金或如上述的镁合金铸锭在制备航空航天材料、轨道交通部件或汽车零件中的应用。

上述镁合金材料通过对原料组分的调控，借助稀土金属钐、钆以及钇在晶界析出弥散的纳米级稀土相来强化基体金属镁，并利用镧或锶析出的高温稳定相来抑制热处理过程中晶粒的粗化长大。上述金属原料可充分发挥元素的固溶强化、时效强化、细晶强化及其协同强化作用，从而提升镁合金的耐热性、强度及延展性。

附图说明

图1为时效态下实施例和对比例的显微组织(a)对比例1；(b)对比例2；(c)实施例1；(d)实施例2。

具体实施方式

本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。

本发明中的词语“优选地”、“更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供了一种镁合金，以重量百分数计，包括5％～12％的钆、1％～5％的钇、1％～5％的钐、0.1％～0.8％的锆、0.01％～0.5％的金属A以及80％～90％的镁，其中金属A选自镧以及锶中的一种或多种。

在一个具体示例中，镁合金还包括质量百分数大于0且小于或等于0.03％的杂质元素，进一步地杂质元素选自铁、镍、铜以及硅中的一种或多种。

更进一步地，以质量百分数计，杂质元素包含大于0且小于或等于0.005％的铁、大于0且小于或等于0.005％的镍、大于0且小于或等于0.005％的铜以及大于0且小于或等于0.005％的硅。

在一个具体示例中，以重量百分数计，镁合金包括7％～10％的钆、1％～4％的钇、1％～4％的钐、0.2％～0.6％的锆、0.01％～0.4％的镧以及83％～88％的镁，或

镁合金包括7％～10％的钆、1％～4％的钇、1％～4％的钐、0.2％～0.6％的锆、0.01％～0.05％的锶以及83％～88％的镁。

上述镁合金材料通过对原料组分的调控，借助稀土金属钐、钆以及钇在晶界析出弥散的纳米级稀土相来强化基体金属镁，并利用镧或锶析出的高温稳定相来抑制热处理过程中晶粒的粗化长大。上述金属原料可充分发挥元素的固溶强化、时效强化、细晶强化及其协同强化作用，从而提升镁合金的耐热性、强度及延展性。

进一步地，本发明还提供一种镁合金的制备方法，包括以下步骤：

S10：按照上述镁合金的组成准备金属镁、镁钆合金、镁钇合金、镁钐合金、镁锆合金以及合金B，其中合金B选自镁镧合金以及镁锶合金中的一种或多种；

S20：混合加入金属镁、镁钆合金、镁钐合金、镁钇合金以及合金B加热至熔化，第一次搅拌，制备预混合镁合金；

S30：向预混合镁合金中加入镁锆中间合金加热至熔化，第二次搅拌，保温，加入精炼剂，第三次搅拌，进行一次或多次精炼，制备预浇铸合金；

S40：对预浇铸合金进行浇铸。

在一个具体示例中，步骤S20中，在包含SF₆的气体环境中加热至730℃～750℃，第一次搅拌的时间为2min～5min。

可以理解地，镁钆中间合金为Mg-Gd、镁钇中间合金为Mg-Y、镁钐中间合金为Mg-Sm、镁镧中间合金为Mg-La、镁锶中间合金为Mg-Sr以及镁锆中间合金为Mg-Zr。

进一步地，在步骤S20中，先将熔炼坩埚和中间合金原料预热至180℃～220℃后，再将金属镁、镁钆合金、镁钇合金、镁钐合金以及合金B按照熔点的高低，具体地由低到高依次放入熔炼坩埚中，将熔炼炉温度升至650℃～700℃时，在包含SF₆的气体环境中将熔炼坩埚放置于熔炼炉中升温至730℃～750℃后进行保温，待原料完全熔化后撇去表面浮渣并机械搅拌2min～5mnin。

在一个具体示例中，熔炼坩埚选自石墨坩埚、镁砂坩埚或刚玉坩埚，优选石墨坩埚。

进一步地，上述包含SF₆的气体环境中还包括二氧化碳，优选地，上述气体环境中由SF₆以及二氧化碳组成，且SF₆的体积含量为0.5％～1.5％。

在一个具体示例中，步骤S30中，第二次搅拌的时间为2min～5min，保温时间为10min～20min，第三次搅拌为2min～5min。

进一步地精炼次数大于一次时，每次精炼间隔为10min～20min。

在一个具体示例中，精炼剂选自JDMJ、RJ2以及RJ6中的一种或多种。

在一个具体示例中，精炼剂的质量为镁合金质量的0.8％～1.5％。

优选地，精炼次数为两次。

进一步地，步骤S30中，向预混合镁合金中加入镁锆中间合金加热至熔化，待熔化后撇去表面浮渣并第二次搅拌，机械搅拌2min～5min，保温10min～20min，加入精炼剂，进行第三次搅拌，机械搅拌2min～5min，进行2次精炼，每次精炼间隔为10min～20min，制备预浇铸合金。

在一个具体示例中，在步骤S30之后以及步骤S40之前还包括对预浇铸合金进行除气处理的步骤：在氩气气氛中对预浇铸合金进行一次或多次除气处理，每次除气处理的时间为4min～8min。

进一步地除气处理次数大于一次时，每次除气处理的间隔为10min～20min。

更进一步地，除气处理在精炼处理后的10min～20min后进行，除气完成后撇去表面浮渣，静置20min～40min后撇去表面浮渣再进行步骤S50。

更进一步地，氩气的纯度大于或等于99.999％。

在步骤S50中，浇铸采用钢制模具，且将钢制模具加热至200℃～250℃进行浇铸，得到镁合金。

更进一步地，本发明还提供一种镁合金铸锭，包括对如上述的镁合金进行热处理，热处理的步骤包括：

对的镁合金依次进行固溶处理、室温水淬、时效处理以及室温水冷。

进一步地，上述固溶处理为镁合金在470℃～500℃下保温3小时～8小时。

更进一步地，上述时效处理为经过室温水淬后在190℃～225℃下进行10小时～30小时。

本发明还提供上述的镁合金或如上述的镁合金铸锭在制备航空航天材料、轨道交通部件或汽车零件中的应用。

以下提供具体的实施例对本发明的镁合金及其制备方法作进一步详细地说明。

以下具体实施方式所涉及到的金属原料均来源于市售，包括：镁锭(99.99％的镁、0.0017％的铁、0.0003％的镍、0.0003％的铜、0.0015％的硅)、金属钆(相对纯度99.5％的钆、0.0095％的铁、0.0143％的硅)、金属钇(相对纯度99.9％的钇、0.026％的铁、0.0027％的镍、0.01％的硅)、金属钐(相对纯度99.9％的钐、0.0069％的硅)、金属镧(相对纯度99.5％的钇、0.36％的铁)、金属锶(99.0％的锶、0.0025％的铁、0.002％的硅)、金属锆(99.4％的锆、0.038％的铁、0.035％的镍、0.0019％的铜、0.0029％的硅)。中间合金包括质量分数20％～30％钆含量的镁钆合金、20％～30％钇含量的镁钇合金、20％～30％钐含量的镁钐合金、20％～30％镧含量的镁镧合金、20％～30％锶含量的镁锶合金、15％～25％锆含量的镁锆合金。

实施例1

本实施例提供一种镁合金，其成分为：8.0wt％的Gd、3.0wt％的Y、2.0wt％的Sm、0.15wt％的La、0.5wt％的Zr，杂质元素0.001wt％Fe、0.003wt％Ni、0.003wt％Cu、0.002wt％Si，余量为Mg。

上述镁合金的制备步骤如下：按上述成分配制合金，将纯Mg、中间合金Mg-Gd(此中间合金中钆含量30％)、Mg-Y(此中间合金中钇含量30％)、Mg-Sm(此中间合金中钐含量30％)、Mg-La(此中间合金中镧含量30％)、Mg-Zr(此中间合金中锆含量20％)和坩埚预热至200℃，然后将Mg-Sm、Mg-Y、Mg-Gd、Mg-La及纯Mg依据熔点的高低依次放入坩埚中；待熔炼炉温度升至670℃时，放入装有原料的坩埚并用SF₆+CO₂混合气体进行保护；升温至740℃保温，待原料完全熔化后撇去表面浮渣并机械搅拌3分钟；加入Mg-Zr中间合金，待熔化后撇去表面浮渣并机械搅拌3分钟；保温15分钟后加入精炼剂JDMJ，机械搅拌3分钟，2次精炼且中间间隔15分钟；精炼结束后保温15分钟再进行除气，除气时间5分钟，采用高纯氩气进行且除气2次，每次除气间隔15分钟，随后撇去表面浮渣；静置30分钟后撇去表面浮渣进行浇铸，浇铸采用钢制模具预先加热至200℃，得到本实施例的Mg-8Gd-3Y-2Sm-0.15La-0.5Zr合金。

镁合金的热处理工艺为：480℃固溶处理4小时，210℃等温时效12小时。

实施例2

本实施例提供一种镁合金，其成分为：9.0wt％的Gd、2.0wt％的Y、3.0wt％的Sm、0.15wt％的La、0.5wt％的Zr，杂质元素0.001wt％Fe、0.003wt％Ni、0.003wt％Cu、0.002wt％Si，余量为Mg。

上述镁合金的制备步骤如下：按上述成分配制合金，将纯Mg、中间合金Mg-Gd(此中间合金中钆含量30％)、Mg-Y(此中间合金中钇含量30％)、Mg-Sm(此中间合金中钐含量30％)、Mg-La(此中间合金中镧含量30％)、Mg-Zr(此中间合金中锆含量20％)和坩埚预热至200℃，然后将Mg-Sm、Mg-Y、Mg-Gd、Mg-La及纯Mg依据熔点的高低依次放入坩埚中；待熔炼炉温度升至670℃时，放入装有原料的坩埚并用SF₆+CO₂混合气体进行保护；升温至740℃保温，待原料完全熔化后撇去表面浮渣并机械搅拌3分钟；加入Mg-Zr中间合金，待熔化后撇去表面浮渣并机械搅拌3分钟；保温15分钟后加入精炼剂JDMJ，机械搅拌3分钟，2次精炼且中间间隔15分钟；精炼结束后保温15分钟再进行除气，除气时间5分钟，采用高纯氩气进行且除气2次，每次除气间隔15分钟，随后撇去表面浮渣；静置30分钟后撇去表面浮渣进行浇铸，浇铸采用钢制模具预先加热至200℃，得到本实施例的Mg-9.0Gd-2.0Y-3.0Sm-0.15La-0.5Zr合金。

镁合金的热处理工艺为：480℃固溶处理5小时，210℃等温时效14小时。

实施例3

本实施例提供一种镁合金，其成分为：8.0wt％的Gd、3.0wt％的Y、2.0wt％的Sm、0.02wt％的Sr、0.5wt％的Zr，杂质元素0.001wt％Fe、0.003wt％Ni、0.003wt％Cu、0.002wt％Si，余量为Mg。

上述镁合金的制备步骤如下：按上述成分配制合金，将纯Mg、中间合金Mg-Gd(此中间合金中钆含量30％)、Mg-Y(此中间合金中钇含量30％)、Mg-Sm(此中间合金中钐含量30％)、Mg-Sr(此中间合金中锶含量20％)、Mg-Zr(此中间合金中锆含量20％)和坩埚预热至200℃，然后将Mg-Sm、Mg-Y、Mg-Gd、Mg-Sr及纯Mg依据熔点的高低依次放入坩埚中；待熔炼炉温度升至670℃时，放入装有原料的坩埚并用SF₆+CO₂混合气体进行保护；升温至740℃保温，待原料完全熔化后撇去表面浮渣并机械搅拌3分钟；加入Mg-Zr中间合金，待熔化后撇去表面浮渣并机械搅拌3分钟；保温15分钟后加入精炼剂JDMJ，机械搅拌3分钟，2次精炼且中间间隔15分钟；精炼结束后保温15分钟再进行除气，除气时间5分钟，采用高纯氩气进行且除气2次，每次除气间隔15分钟，随后撇去表面浮渣；静置30分钟后撇去表面浮渣进行浇铸，浇铸采用钢制模具预先加热至200℃，得到本实施例的Mg-8Gd-3Y-2Sm-0.02Sr-0.5Zr合金。

镁合金的热处理工艺为：480℃固溶处理5小时，210℃等温时效16小时。

实施例4

本实施例提供一种镁合金，其成分为：8.0wt％的Gd、3.0wt％的Y、2.0wt％的Sm、0.04wt％的Sr、0.5wt％的Zr，杂质元素0.001wt％Fe、0.003wt％Ni、0.003wt％Cu、0.002wt％Si，余量为Mg。

上述镁合金的制备步骤如下：按上述成分配制合金，将纯Mg、中间合金Mg-Gd(此中间合金中钆含量30％)、Mg-Y(此中间合金中钇含量30％)、Mg-Sm(此中间合金中钐含量30％)、Mg-Sr(此中间合金中锶含量20％)、Mg-Zr(此中间合金中锆含量20％)和坩埚预热至200℃，然后将Mg-Sm、Mg-Y、Mg-Gd、Mg-Sr及纯Mg依据熔点的高低依次放入坩埚中；待熔炼炉温度升至670℃时，放入装有原料的坩埚并用SF₆+CO₂混合气体进行保护；升温至740℃保温，待原料完全熔化后撇去表面浮渣并机械搅拌3分钟；加入Mg-Zr中间合金，待熔化后撇去表面浮渣并机械搅拌3分钟；保温15分钟后加入精炼剂JDMJ，机械搅拌3分钟，2次精炼且中间间隔15分钟；精炼结束后保温15分钟再进行除气，除气时间5分钟，采用高纯氩气进行且除气2次，每次除气间隔15分钟，随后撇去表面浮渣；静置30分钟后撇去表面浮渣进行浇铸，浇铸采用钢制模具预先加热至200℃，得到本实施例的Mg-8Gd-3Y-2Sm-0.04Sr-0.5Zr合金。

镁合金的热处理工艺为：480℃固溶处理5小时，210℃等温时效16小时。

对比例1

本对比例提供一种镁合金，其成分为：8.0wt％Gd、3.0wt％Y、2.0wt％Sm、0.5wt％Zr，杂质元素0.001wt％Fe、0.003wt％Ni、0.003wt％Cu、0.002wt％Si，余量为Mg。

上述镁合金的制备步骤如下：按上述成分配制合金，将纯Mg、中间合金Mg-Gd(此中间合金中钆含量30％)、Mg-Y(此中间合金中钇含量30％)、Mg-Sm(此中间合金中钐含量30％)、Mg-Zr(此中间合金中锆含量20％)和坩埚预热至200℃，然后将Mg-Sm、Mg-Y、Mg-Gd及纯Mg依据熔点的高低依次放入坩埚中；待熔炼炉温度升至670℃时，放入装有原料的坩埚并用SF₆+CO₂混合气体进行保护；升温至740℃保温，待原料完全熔化后撇去表面浮渣并机械搅拌3分钟；加入Mg-Zr中间合金，待熔化后撇去表面浮渣并机械搅拌3分钟；保温15分钟后加入精炼剂JDMJ，机械搅拌3分钟，2次精炼且中间间隔15分钟；精炼结束后保温15分钟再进行除气，除气时间5分钟，采用高纯氩气进行且除气2次，每次除气间隔15分钟，随后撇去表面浮渣；静置30分钟后撇去表面浮渣进行浇铸，浇铸采用钢制模具预先加热至200℃，得到本对比例的Mg-8Gd-3Y-2Sm-0.5Zr合金。

镁合金的热处理工艺为：480℃固溶处理6小时，210℃等温时效16小时。

对比例2

本对比例提供一种镁合金，其成分为：10.0wt％Gd、3.0wt％Y、0.5wt％Zr，杂质元素0.001wt％Fe、0.003wt％Ni、0.003wt％Cu、0.002wt％Si，余量为Mg。

上述镁合金的制备步骤如下：按上述成分配制合金，将纯Mg、中间合金Mg-Gd(此中间合金中钆含量30％)、Mg-Y(此中间合金中钇含量30％)、Mg-Zr(此中间合金中锆含量20％)和坩埚预热至200℃，然后将Mg-Y、Mg-Gd及纯Mg依据熔点的高低依次放入坩埚中；待熔炼炉温度升至670℃时，放入装有原料的坩埚并用SF₆+CO₂混合气体进行保护；升温至740℃保温，待原料完全熔化后撇去表面浮渣并机械搅拌3分钟；加入Mg-Zr中间合金，待熔化后撇去表面浮渣并机械搅拌3分钟；保温15分钟后加入精炼剂JDMJ，机械搅拌3分钟，2次精炼且中间间隔15分钟；精炼结束后保温15分钟再进行除气，除气时间5分钟，采用高纯氩气进行且除气2次，每次除气间隔15分钟，随后撇去表面浮渣；静置30分钟后撇去表面浮渣进行浇铸，浇铸采用钢制模具预先加热至200℃，得到本对比例的Mg-10Gd-3Y-0.4Zr合金。

镁合金的热处理工艺为：500℃固溶处理8小时，215℃等温时效16小时。

对比例3

对比例3参照重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心(蒋斌.高性能铸造镁合金及高质量构件制备加工[R].武汉：特种铸造及有色合金.2022.5)制备的Mg-9Gd-2Y-0.5Zr金属型重力铸造镁合金。

对比例4

对比例4参照重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心(蒋斌.高性能铸造镁合金及高质量构件制备加工[R].武汉：特种铸造及有色合金.2022.5)制备的Mg-4Y-3.3RE(Y,Nd)-0.5Zr(WE43)金属型重力铸造镁合金。

对比例5

对比例5参照中华人民共和国国家标准(GB/T 19078-2016)颁布的铸造镁合金锭中Mg-10Gd-3Y-0.5Zr永久型铸造镁合金。

对比例6

对比例6参照中华人民共和国国家标准(GB/T 19078-2016)颁布的铸造镁合金锭中Mg-4Y-3RE-0.5Zr(WE43)永久型铸造镁合金。

对上述各实施例以及对比例的镁合金根据GB/T228.1-2010《金属材料拉伸实验-室温试验》及GB/T228.1-2015《金属材料拉伸实验-高温试验》标准进行制样与力学性能测试，电子拉伸实验在日本岛津精密万能实验机上进行，拉伸速率为0.96mm/min，在相应温度下对试样保温25min，温度波动±1℃，具体性能如下表1所示，实施例1-2以及对比例1-2的显微组织图如图1所示，其中(a)为对比例1；(b)为对比例2；(c)为实施例1；(d)为实施例2。

表1时效态下镁合金试样力学性能

可见本发明提供的镁合金不仅在较高的维氏硬，而且在室温以及300℃下仍具有良好的抗拉强度即具有耐热性、强度及延展性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑地分析、推理或者有限的实验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种镁合金，其特征在于，以重量百分数计，包括5％～12％的钆、1％～5％的钇、1％～5％的钐、0.1％～0.8％的锆、0.01％～0.5％的金属A以及80％～90％的镁，其中所述金属A选自镧以及锶中的一种或多种。

2.如权利要求1所述的镁合金，其特征在于，以重量百分数计，包括7％～10％的钆、1％～4％的钇、1％～4％的钐、0.2％～0.6％的锆、0.01％～0.4％的镧以及83％～88％的镁，或

以重量百分数计，包括7％～10％的钆、1％～4％的钇、1％～4％的钐、0.2％～0.6％的锆、0.01％～0.05％的锶以及83％～88％的镁。

3.一种镁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：按照权利要求1或2所述镁合金的组成准备金属镁、镁钆中间合金、镁钇中间合金、镁锆中间合金以及中间合金B，其中所述中间合金B选自镁镧中间合金以及镁锶中间合金中的一种或多种；

S20：混合金属镁、镁钆中间合金、镁钐中间合金、镁钇中间合金以及中间合金B加热至熔化，第一次搅拌，制备预混合镁合金；

S30：向所述预混合镁合金中加入镁锆中间合金加热至熔化，第二次搅拌，保温，加入精炼剂，第三次搅拌，进行一次或多次精炼，制备预浇铸合金；

S40：对所述预浇铸合金进行浇铸。

4.如权利要求3所述镁合金的制备方法，其特征在于，步骤S20中，在包含SF₆的气体环境中加热至730℃～750℃，第一次搅拌的时间为2min～5min。

5.如权利要求3所述的镁合金的制备方法，其特征在于，步骤S30中，第二次搅拌的时间为2min～5min，保温时间为10min～20min，第三次搅拌为2min～5min。

6.如权利要求3所述的镁合金的制备方法，其特征在于，在步骤S30之后以及步骤S40之前还包括对所述预浇铸合金进行除气处理的步骤：在氩气气氛中对所述预浇铸合金进行一次或多次除气处理每次所述除气处理的时间为4min～8min。

7.如权利要求3～6任一项所述的镁合金的制备方法，其特征在于，所述精炼剂选自JDMJ精炼剂、RJ2精炼剂以及RJ6精炼剂中的一种或多种。

8.如权利要求3～6任一项所述的镁合金的制备方法，其特征在于，所述精炼剂的质量为所述镁合金质量的0.8％～1.5％。

9.一种镁合金铸锭，其特征在于，包括对如权利要求1或2所述的镁合金进行热处理，所述热处理的步骤包括：

对所述的镁合金依次进行固溶处理、室温水淬、时效处理以及室温水冷。

10.如权利要求1或2所述的镁合金或如权利要求9所述的镁合金铸锭在制备航空航天材料、轨道交通部件或汽车零件中的应用。

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