【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料，尤其涉及一种高强高塑mg-sn-mn-sc-bi合金及其制备方法。
技术介绍
1、mg-sn合金作为具有重要开发潜力的时效镁合金体系，取得了重要的应用地位。目前研究主要关注mg2sn相的析出强化效果，使得强度明显提高的同时，合金的塑形呈现降低的趋势。研究过程发现，通过固溶处理后，sn元素和微量bi元素完全固溶到基体中，形成无第二相的镁合金，在强度和塑性方面均取得了显著提高。合金元素mn、sc添加是进一步改善固溶mg-sn合金组织与性能的又一重要途径，主要依赖于sn、sc、mn元素的良好细晶强化效果。同时，微量mn和sc元素添加至mg-sn合金中不容易形成第二相，均已固溶元素形式存在，且mn元素可以一定程度改善镁合金的耐腐蚀性能。固溶强化在获得较高强度同时，通过元素弥散作用和细晶作用保持较高的塑性。
2、目前，mg-sn合金的强度提高已经达到瓶颈，如何在大幅度提高mg-sn合金塑性性能的同时保持其优异的强度成为本领域的技术难题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种高强高塑mg-sn-mn-sc-bi合金及其制备方法，采用该方法制得的mg-sn-mn-sc-bi合金，能够在大幅度提高合金塑性的同时保持其优异的高强度，从而可以满足航空航天、汽车工业、电子器件等材料领域的需求。
2、在本专利技术的一个方面，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种高强高塑
4、sn：2.0～7.0wt%；
5、mn：0.5～1.0wt%；
6、sc：0.3～0.8wt%；
7、bi：0.2～0.8wt%；
8、余量为mg和杂质。
9、作为优选，合金中各组分及其重量百分比为：
10、sn：4.0～6.0wt%；
11、mn：0.5～1.0wt%；
12、sc：0.5～0.8wt%；
13、bi：0.4～0.6wt%；
14、余量为mg和杂质。
15、作为优选，合金中各组分及其重量百分比为：
16、sn：5.0wt%；
17、mn：0.8wt%；
18、sc：0.8wt%；
19、bi：0.4wt%；
20、余量为mg和杂质。
21、在本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种高强高塑mg-sn-mn-sc-bi制备方法，用于上述的高强高塑mg-sn-mn-sc-bi合金的制备，包括以下步骤：
22、步骤s1、根据合金中各组分及其质量百分比称取金属原料；
23、步骤s2、将熔炼炉升温至500℃，待温度稳定后，向炉膛内通入稳定气体保护气氛5min；
24、步骤s3、将称取的金属原料加入熔炼炉内，500℃保温10min完成烘干，然后将熔炼炉的温度升高至710℃，升温后保温20min以上至合金熔化，继续升温至750℃保温20min；
25、步骤s4、将熔炼炉的温度降低至700℃，进行搅拌，混合均匀，一次性去除熔体表层渣料；
26、步骤s5、浇铸前，在300℃下预热金属模具40min，将金属熔体浇注于金属模具中，自然冷却，获得铸态mg-sn-mn-sc-bi合金；
27、步骤s6、将步骤s5得到的铸态mg-sn-mn-sc-bi合金在410℃下保温24h，进行初步元素均匀化处理，连续升温至450℃保温8h，再升温至470℃～480℃保温4h～6h，合金进行水冷，完成固溶处理，得到所述高强高塑mg-sn-mn-sc-bi合金。
28、作为优选，所述步骤s6中，将步骤s5得到的铸态mg-sn-mn-sc-bi合金在410℃下保温24h，进行初步元素均匀化处理，连续升温至450℃保温8h，再升温至480℃保温5h，合金进行水冷，完成固溶处理，得到所述高强高塑mg-sn-mn-sc-bi合金。
29、作为优选，步骤s1中，所述金属原材料为高纯mg、高纯sn、高纯bi、mg-20mn中间合金、mg-6sc中间合金。
30、作为优选，步骤s2中，所述稳定气体为99%co2+1%sf6。
31、作为优选，该合金的制备方法还包括：对步骤s6得到的所述高强高塑mg-sn-mn-sc-bi合金进行室温压缩性能测试，压缩试样尺寸为直径4mm，高8mm，压缩速率为1*10-3/s，3次有效测试结果取平均值测得合金压缩强度和压缩断后压缩率。
32、本专利技术的有益效果：
33、本专利技术提供的高强高塑mg-sn-mn-sc-bi合金的制备方法包含合金熔炼、均匀化与固溶处理等步骤，合金强韧化主要依靠固溶强化和细晶强化两种强化机制，该合金制备方法工艺简单，生产效率较高，便于生产，能够在大幅度提高合金塑性的同时保持合金的高强度。由该制备方法制得的高强高塑mg-sn-mn-sc-bi合金，是一种新型无第二相的高强高塑镁合金。该镁合金加入原料成本低廉的sn和bi，固溶效果显著，固溶度较高，微量的sc和mn元素均为难形成第二相元素，且微量mn元素可以改善合金耐腐蚀性能。
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1.一种高强高塑Mg-Sn-Mn-Sc-Bi合金，其特征在于，合金中各组分及其重量百分比为：
2.根据权利要求1所述的高强高塑Mg-Sn-Mn-Sc-Bi合金，其特征在于，合金中各组分及其重量百分比为：
3.根据权利要求2所述的高强高塑Mg-Sn-Mn-Sc-Bi合金，其特征在于，合金中各组分及其重量百分比为：
4.一种高强高塑Mg-Sn-Mn-Sc-Bi合金的制备方法，用于权利要求1至3中任一项所述的高强高塑Mg-Sn-Mn-Sc-Bi合金的制备，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的高强高塑Mg-Sn-Mn-Sc-Bi合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中，将步骤S5得到的铸态Mg-Sn-Mn-Sc-Bi合金在410℃下保温24h，进行初步元素均匀化处理，连续升温至450℃保温8h，再升温至480℃保温5h，合金进行水冷，完成固溶处理，得到所述高强高塑Mg-Sn-Mn-Sc-Bi合金。
6.根据权利要求4所述的高强高塑Mg-Sn-Mn-Sc-Bi合金的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述金属原材料
7.根据权利要求4所述的高强高塑Mg-Sn-Mn-Sc-Bi合金的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述稳定气体为99%CO2+1%SF6。
8.根据权利要求4所述的高强高塑Mg-Sn-Mn-Sc-Bi合金的制备方法，其特征在于，还包括：对步骤S6得到的所述高强高塑Mg-Sn-Mn-Sc-Bi合金进行室温压缩性能测试，压缩试样尺寸为直径4mm，高8mm，压缩速率为1*10-3/s，3次有效测试结果取平均值测得合金压缩强度和压缩断后压缩率。
...【技术特征摘要】
1.一种高强高塑mg-sn-mn-sc-bi合金，其特征在于，合金中各组分及其重量百分比为：
2.根据权利要求1所述的高强高塑mg-sn-mn-sc-bi合金，其特征在于，合金中各组分及其重量百分比为：
3.根据权利要求2所述的高强高塑mg-sn-mn-sc-bi合金，其特征在于，合金中各组分及其重量百分比为：
4.一种高强高塑mg-sn-mn-sc-bi合金的制备方法，用于权利要求1至3中任一项所述的高强高塑mg-sn-mn-sc-bi合金的制备，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的高强高塑mg-sn-mn-sc-bi合金的制备方法，其特征在于，所述步骤s6中，将步骤s5得到的铸态mg-sn-mn-sc-bi合金在410℃下保温24h，进行初步元素均匀化处理，连续升温至450℃保温8h，再升温至...
【专利技术属性】
技术研发人员：李万东，
申请(专利权)人：承德石油高等专科学校，
类型：发明
国别省市：
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