镁合金材料及其制备方法、应用及镁合金制品技术

本申请涉及一种镁合金材料及其制备方法、应用及镁合金制品，镁合金材料的制备方法包括以下步骤：按照镁合金材料的组分提供原料，其中，按质量百分数计，镁合金材料包括以下组分：Gd 4％～8％、Ni 0.05％～0.2％、Zr 0.1％～0.5％及Mg 91.3％～95.85％；将各原料混合熔炼，得到熔体；将熔体进行浇铸，得到镁合金铸锭；将镁合金铸锭依次进行热挤压和退火处理，得到所述镁合金材料；退火处理的温度为350℃～400℃，时间为1h～2h。上述镁合金材料的制备方法，在保证镁合金材料的拉伸强度和屈服强度的基础上，有效提升镁合金材料的断后伸长率，从而有效提升镁合金材料的延展性。从而有效提升镁合金材料的延展性。从而有效提升镁合金材料的延展性。

【技术实现步骤摘要】
镁合金材料及其制备方法、应用及镁合金制品


[0001]本申请涉及合金
，特别是涉及一种镁合金材料及其制备方法、应用及镁合金制品。

技术介绍

[0002]随着全球化工业的发展，能源需求与日俱增，油气开采显得尤为重要。油气开采通常在井下作业，而井下作用通常处于高温高压的环境中，传统压裂滑套球座、桥塞、密封圈等井下作业工具多为钢、铸铁或高分子等不可溶材料制造，在作业完成之后需钻除，导致施工耗费时间较长、成本较高，且在几千米深的井下施工工艺技术复杂且容易卡堵。
[0003]可溶材料可省去回收工序、降低工程风险和提高施工效率。可溶材料包括可溶非金属材料和可溶金属材料，可溶非金属材料包括有机高分子材料和无机材料，但有机高分子材料和无机材料的力学性能较低，达不到在高温高压下作业的要求；传统的可溶金属材料的力学性能较好，但延展性较差。

技术实现思路

[0004]基于此，本申请提供了一种镁合金材料，其能在保证力学性能的基础上，具有较好的延展性和适宜的可溶性。此外本申请还提供了上述镁合金材料的制备方法、应用及镁合金制品。
[0005]本申请解决上述技术问题的技术方案如下。
[0006]一种镁合金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]按照镁合金材料的组分提供原料，其中，按质量百分数计，镁合金材料包括以下组分：Gd 4％～8％、Ni 0.05％～0.2％、Zr 0.1％～0.5％及Mg 91.3％～95.85％；
[0008]将各原料混合熔炼，得到熔体；
[0009]将所述熔体进行浇铸，得到镁合金铸锭；
[0010]将所述镁合金铸锭依次进行热挤压和退火处理，得到所述镁合金材料；所述退火处理的温度为350℃～400℃，时间为1h～2h。
[0011]在其中一些实施例中，镁合金材料的制备方法中，按质量百分数计，镁合金材料包括以下组分：
[0012]Gd 4％～7％、Ni 0.1％～0.2％、Zr 0.1％～0.4％及Mg 92.5％～95.85％。
[0013]在其中一些实施例中，镁合金材料的制备方法中，所述浇铸的步骤在640℃～680℃的温度下进行。
[0014]在其中一些实施例中，镁合金材料的制备方法中，所述热挤压的步骤在380℃～400℃的温度下进行。
[0015]在其中一些实施例中，镁合金材料的制备方法中，在所述熔炼步骤之后，在所述浇铸步骤之前，还包括将所述熔体进行精炼的步骤。
[0016]相应地，本申请提供了一种镁合金材料，采用上述镁合金材料的制备方法制备得
到。
[0017]本申请还提供了一种镁合金材料，按质量百分数计，所述镁合金材料包括以下组分：Gd 4％～8％、Ni 0.05％～0.2％、Zr 0.1％～0.5％及Mg 91.3％～95.85％；所述镁合金材料的断后伸长率为29.1％～40.8％。
[0018]本申请提供了上述镁合金材料在制备镁合金制品中的应用。
[0019]相应地，本申请提供了一种镁合金制品，其制备原料包括上述镁合金材料。
[0020]在其中一些实施例中，镁合金制品包括井下作业工具。
[0021]与现有技术相比较，本申请的镁合金材料的制备方法具有如下有益效果：
[0022]上述镁合金材料的制备方法，以Mg为基础元素，辅以Gd元素形成Mg
‑
Gd系合金，再辅以Ni元素与Mg
‑
Gd系合金形成第二相，可促进各合金元素的溶解，且Zr元素熔入基体中与Mg、Gd、Ni元素配合起到细化组织的作用；通过将特定组分的原料按特定比例依次进行混合熔炼、浇铸、热挤压和退火处理，并控制退火处理的条件，在保证镁合金材料的拉伸强度和屈服强度的基础上，有效提升镁合金材料的断后伸长率，从而有效提升镁合金材料的延展性；且保证镁合金材料可溶的基础上，有效控制镁合金材料溶解的速率，从而避免因溶解速率过快导致井下作业无法顺利完成。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为实施例2制得的挤压态合金的形貌图；
[0025]图2为实施例2制得的退火态合金的形貌图；
[0026]图3为实施例2制得的镁合金材料的拉伸断口SEM形貌图；
[0027]图4为各实施例和对比例制得的镁合金材料的溶解速率曲线图。
具体实施方式
[0028]以下结合具体实施例对本申请的技术方案作进一步详细的说明。本申请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。应当理解，提供这些实施方式的目的是使对本申请公开内容理解更加透彻全面。
[0029]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申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。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。
[0030]在本申请的描述中，需要理解的是，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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0031]本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体
含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
[0032]本申请一实施方式提供了一种镁合金材料的制备方法，包括步骤S10～S40：
[0033]步骤S10：按照镁合金材料的组分提供原料，其中，按质量百分数计，镁合金材料包括以下组分：Gd 4％～8％、Ni 0.05％～0.2％、Zr 0.1％～0.5％及Mg91.3％～95.85％。
[0034]可以理解，提供的原料中，Gd、Ni、Zr可以合金的形式添加，分别为钆基合金、镍基合金、锆基合金；进一步地，钆基合金为Mg
‑
Gd合金、镍基合金为Mg
‑
Ni合金、锆基合金为Mg
‑
Zr合金，满足最终镁合金材料中的组分符合上述范围即可；还可理解，Gd元素的质量百分数包括但不限于4％、4.1％、4.2％、4.5％、4.8％、5％、5.2％、5.5％、5.8％、6％、6.2％、6.5％、6.8％、7％、7.2％、7.5％、7.8％、8％；Ni元素的质量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镁合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照镁合金材料的组分提供原料，其中，按质量百分数计，所述镁合金材料包括以下组分：Gd 4％～8％、Ni 0.05％～0.2％、Zr 0.1％～0.5％及Mg91.3％～95.85％；将各原料混合熔炼，得到熔体；将所述熔体进行浇铸，得到镁合金铸锭；将所述镁合金铸锭依次进行热挤压和退火处理，得到所述镁合金材料；所述退火处理的温度为350℃～400℃，时间为1h～2h。2.如权利要求1所述的镁合金材料的制备方法，其特征在于，按质量百分数计，所述镁合金材料包括以下组分：Gd 4％～7％、Ni 0.1％～0.2％、Zr 0.1％～0.4％及Mg 92.5％～95.85％。3.如权利要求1至2任一项所述的镁合金材料的制备方法，其特征在于，所述浇铸的步骤在640℃～680℃的温度下进行。4.如权利要求1至2任一项所述的镁合金材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹振，肖治同，李季，李佳惠，李炯利，王刚，王旭东，
申请(专利权)人：北京石墨烯技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：