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CN115537621B - 一种耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金及其制备方法 Download PDF

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CN115537621B CN202211229624.1A CN202211229624A CN115537621B CN 115537621 B CN115537621 B CN 115537621B CN 202211229624 A CN202211229624 A CN 202211229624A CN 115537621 B CN115537621 B CN 115537621B
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Abstract

本发明公开了一种耐高温高强度Mg‑Gd‑Y‑Zn‑Mn合金，其特征在于，以质量百分比计，其包含有Gd：7.0‑9.5％，Y：1.4‑2.5％，Zn：1.3‑2.5％，Mn：0.0‑2.5％，余量为Mg和不可避免的杂质，所述杂质的含量小于/等于0.02％。本发明还公开了该耐高温高强度Mg‑Gd‑Y‑Zn‑Mn合金的制备方法。本发明所公开的耐高温高强度Mg‑Gd‑Y‑Zn‑Mn合金，其通过添加元素Mn，减少了稀土元素含量，降低了材料制备成本和保护了环境；再通过对铸态合金进行固溶强化和挤压变形处理，使得Mg‑Gd‑Y‑Zn‑Mn合金在250℃高温下的抗拉强度318‑350MPa，屈服强度为235‑294MPa，在航空航天、汽车工业、电子信息等领域有着广阔的应用前景。

Description

一种耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金及其制备方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金及其制备方法。
背景技术
镁合金是国际公认最有潜力的轻量化材料之一，其密度为1.738g/cm3，只有钢的1/4、铝的2/3，具有比强度高、减振性能好、阻尼性、能屏蔽电磁辐射和环境友好等特点。同时我国拥有世界70％的镁矿资源，是最具战略优势的金属资源之一。镁合金由于在实现轻量化、降低能源消耗、减少环境污染等方面具有显著作用，因此在汽车、国防军工、航空航天、电子、机械等工业领域以及家庭用品和运动器材等领域正得到日益广泛应用，应用前景非常远大。
目前镁合金因多用于在散热快、质量轻、刚性好、耐磨等应用领域制造。但随着镁合金的快速发展应用，一些问题与挑战也逐渐显现。相较于其他应用成熟的金属及其合金，镁合金在高温下的力学性能指标较低、抗高温蠕变性能较差，加工变形技术仍有待提高和持续开发，这些缺点降低了镁合金成为工程结构材料的可能性。
其中Mg-Gd-Y系稀土镁合金因其具有细小的晶粒组织和特殊耐高温的第二相，被视为耐高温镁合金系列的主要合金之一。在高温(300℃)下的强化方式主要有晶界强化、第二相强化、细晶强化、固溶强化等，同时还可以改变元素之间的配比以及添加其他合金元素，来实现镁合金耐高温性能的强化。因此，开发良好的耐热、耐高温镁合金，使其在高温下仍具有良好使用性能，是当前研究者们探究的热点领域。
专利号为CN 102732763 A公开了“一种高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金”，该合金中元素成分的重量百分比为：Gd＝8.2～10.2，Y＝5.0～6.0，Zn＝0.5～4.0，Mn＝0.5～0.8，余量为镁和不可避免的杂质。该合金体系仍具有较高的稀土含量(Gd+Y＝13～16)，制造成本较高，材料资源仍面对着挑战，严重限制了该合金系的应用。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的主要目的在于提供一种耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金，旨在解决现有Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金制造成本高、耐高温性能不佳的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
第一方面，一种耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金，以质量百分比计，其包含有Gd：7.0-9.5％，Y：1.4-2.5％，Zn：1.3-2.5％，Mn：0.0-2.5％，余量为Mg和不可避免的杂质，所述杂质的含量小于/等于0.02％。
在某些具体实施例中，以质量百分比计，其包含有Gd：7.9％，Y：2.5％，Zn：1.6％，Mn：0.5％，余量为Mg和不可避免的杂质。
在某些具体实施例中，以质量百分比计，其包含有Gd：7.6％，Y：2.2％，Zn：1.5％，Mn：1.2％，余量为Mg和不可避免的杂质。
在某些具体实施例中，以质量百分比计，其包含有Gd：7.6％，Y：2.0％，Zn：1.6％，Mn：2.1％，余量为Mg和不可避免的杂质。
第二方面，一种根据前述耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金的制备方法，包括如下步骤：
1)将镁源、锌源、钆源、钇源、锰源混合均匀，进行熔炼铸造，得到铸态合金；
2)将铸态合金依次进行固溶处理和挤压变形处理，即得耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金。
在某些具体实施例中，在步骤1)中，所述熔炼铸造为：在惰性气氛的保护下，先升温至740-760℃，保温并搅拌使原料全部熔化后，静置5-10min，得初步合金熔体；然后降温至720-740℃静置20-40min后进行浇注，得到铸态镁合金。
进一步，在步骤1)中，得到所述初步合金熔体后，将温度升至750℃，加入精炼剂对所述初步合金熔体进行精炼处理。
在某些具体实施例中，在步骤2)中，进行固溶处理的固溶温度为500-520℃，固溶时间为9-12h，得到固溶态镁合金。
在某些具体实施例中，所述挤压变形处理的挤压温度为410-430℃，挤压比为11。
进一步，所述镁源、锌源、钆源、钇源、锰源分别为纯镁锭、纯锌粒、Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Mn中间合金。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
1)本申请所提供的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金，其通过添加元素Mn以及特定的组分比例，再通过对铸态合金进行固溶强化和挤压变形处理，使得Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金的具有优异的耐高温性能。当Mn元素的含量控制在0.5wt％时，该镁合金在250℃高温下的抗拉强度326MPa，屈服强度为274MPa；当Mn元素的含量控制在1.2wt％时，该镁合金在250℃高温下的抗拉强度350MPa，屈服强度为294MPa；当Mn元素的含量控制在2.1wt％时，该镁合金在250℃高温下的抗拉强度318MPa，屈服强度为235MPa；
2)本申请所提供的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金，Mn元素的加入，其一方面对层错能降低的作用小；另一方面微量的Mn元素在镁合金热变形过程中，由于Mn在400℃时，在Mg基体中的固溶度小于0.1％，均小于Gd、Y、Zn这几种元素在镁中的固溶度，因此在挤压过程中Mn会优先析出，并以α-Mn颗粒的形式存在；同时由于细小的Mn析出相，可以有效地抑制挤压过程中新晶粒的长大，形成众多细小的动态再结晶晶粒，促进了晶粒细化，起到了细晶强化的作用；Mn元素还会以微米级和亚微米级的尺寸聚集存在于合金材料中，对位错的移动起到阻碍作用，达到弥散强化的作用。在制备合金过程中，在控制合金成分的基础上，通过对其铸态合金进行固溶处理，得到含有层片状LPSO相、Mg5(Gd，Y，Zn)以及富含Y共晶相的固溶态镁合金；再通过对固溶态镁合金进行挤压成形处理，实现DRX晶粒和UNDRX晶粒以及共晶相(Y共晶相)的相互影响，最终得到耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金；
3)本发明的耐高温性能镁合金组分为Mg-Gd-Y-Zn-Mn。本发明相比于现有技术下的Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金材料，在保证及提升了高温抗拉强度和屈服强度的同时，减少了稀土元素含量，降低了材料制备成本和保护了环境，具有较大的经济效益和社会效益。此外，本发明在没有继续进行热处理的情况下，该合金所得的高温性能能够与现有进行长时间高效的镁合金材料高温性能相媲美，具有制备过程简易，易于工业化应用。本发明在完成高温性能要求的同时，大大节省了成本。本发明的耐高温性能镁合金到300℃超高温度下仍具有较高的抗拉强度；本发明的耐高温性能镁合金，在航空航天、汽车工业、电子信息等领域有着广阔的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式，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。
图1为本发明实施例2提供的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金的背散射电子成像图；
图2为本发明实施例1-4提供的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金工程应力应变图；
图3为本发明实施例1提供的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金光学显微组织金相图；
图4为本发明实施例2提供的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金光学显微组织金相图；
图5为本发明实施例3提供的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金光学显微组织金相图；
图6为本发明实施例4提供的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金光学显微组织金相图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下述实施例中，纯镁锭、纯锌粒、Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Mn中间合金均为市场销售成品，其原料的纯度为99.95wt.％的Mg、99.9wt.％的Zn粒、99.8％的Mg-30Gd、99.8％的Mg-30Y、99.8％的Mg-5Mn，中间合金的组分配比均为质量百分比。二氧化碳(CO2)和六氟化硫(SF6)购自重庆瑞科气体有限公司。
下述实施例中，力学性能是通过电子万能拉力试验机(GB/T 1177-2018)(检测方法)进行检测的，采用的设备型号是CMT-5305-300KN万能试验机，采用SEM和透射电子显微镜(TEM)进行物相鉴定。
实施例1
本发明所提供的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金的制备方法，包括如下步骤：
1)配料：本实施例的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金，由以下质量百分比的组分(原料)组成：Gd：9.1％，Y：2.5％，Zn：2.2％，杂质元素Si、Fe总量小于0.02％，余量为Mg；
2)原料除杂：将上述组分(原料)用打磨机进行打磨，目的将组分(原料)表面上的氧化层打磨掉；再将纯镁锭、纯Zn粒和Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Mn中间合金充分预热到200℃；
3)将熔炼炉在300℃下预热60min。将氮化硼和酒精溶液均匀涂敷在永久铁坩埚内壁上，等待风干。将充分预热的纯镁锭放入到风干的铁坩埚中，在CO2+SF6(100:1)混合气体保护下，升高熔炼炉至740℃，待纯镁锭熔化后，于相同温度下依次加入中间合金Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Mn中间合金和纯Zn粒；
4)熔体净化：将打渣勺用氮化硼和酒精混合溶液均匀涂敷勺子内外表面，在加入一种组分(原料)待完全熔化后，即进行轻微打渣处理，得到初步合金熔体；将初步合金熔体温度升至750℃，使用精炼剂对初步合金熔体进行精炼处理。该精炼剂的用量采用初步合金熔体总质量的2％，同时提前将精炼剂放置于250℃井式炉中干燥30min；精炼操作采用勺子将精炼剂送至合金熔体下部，并开始上下搅动2min，保证精炼剂进入合金熔体内部。再旋转搅拌3min，以保证精炼剂与初步合金熔体充分接触，精炼结束后，得到合金熔体；对合金熔体进行充分打渣处理，然后将合金熔体温度降至740℃，保温静置30min后进行浇注。
5)浇注：将永久型金属模具用氮化硼和酒精混合溶液均匀涂敷内壁，便于冷却脱模。将永久型金属模具提前放置于250℃井式炉中预热1h，保温静置完成后进行浇注，待浇注1h后进行脱模，并在空气中冷却至室温，即得到铸态镁合金。
6)热处理：将步骤5)所得到的合金在500℃进行12h固溶处理后，在水温25℃左右的水中淬火，最后得到固溶态镁合金。
7)挤压：将步骤6)得到的合金在420℃下保温1h，然后送至挤压机按照挤压比为11进行热挤压，待挤压完成后，快速用冷水冲洗冷却，得到耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金。
实施例2
本发明所提供的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金的制备方法，包括如下步骤：
1)配料：本实施例的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金，由以下质量百分比的组分(原料)组成：Gd：7.9％，Y：2.5％，Zn：1.6％，Mn：0.5％，杂质元素Si、Fe总量小于0.02％，余量为Mg；
2)原料除杂：将上述组分(原料)用打磨机进行打磨，目的将组分(原料)表面上的氧化层打磨掉；再将纯镁锭、纯Zn粒和Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Mn中间合金充分预热到200℃；
3)将熔炼炉在450℃下预热48min。将氮化硼和酒精溶液均匀涂敷在永久铁坩埚内壁上，等待风干。将充分预热的纯镁锭放入到风干的铁坩埚中，在CO2+SF6(100:1)混合气体保护下，升高熔炼炉至760℃，待纯镁锭熔化后，于相同温度下依次加入中间合金Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Mn中间合金和纯Zn粒；
4)熔体净化：将打渣勺用氮化硼和酒精混合溶液均匀涂敷勺子内外表面，在加入一种组分(原料)待完全熔化后，即进行轻微打渣处理，得到初步合金熔体；将初步合金熔体温度升至750℃，使用精炼剂对初步合金熔体进行精炼处理。该精炼剂的用量采用初步合金熔体总质量的2％，同时提前将精炼剂放置于250℃井式炉中干燥30min；精炼操作采用勺子将精炼剂送至合金熔体下部，并开始上下搅动2min，保证精炼剂进入合金熔体内部。再旋转搅拌5min，以保证精炼剂与初步合金熔体充分接触，精炼结束后，得到合金熔体；对合金熔体进行充分打渣处理，然后将合金熔体温度降至740℃，保温静置30min后进行浇注。
5)浇注：将永久型金属模具用氮化硼和酒精混合溶液均匀涂敷内壁，便于冷却脱模。将永久型金属模具提前放置于250℃井式炉中预热1h，保温静置完成后进行浇注，待浇注1h后进行脱模，并在空气中冷却至室温，即得到铸态镁合金。
6)热处理：将步骤5)所得到的合金在515℃进行10h固溶处理后，在水温25℃左右的水中淬火，最后得到固溶态镁合金。
7)挤压：将步骤6)得到的合金在430℃下保温1h，然后送至挤压机按照挤压比为11进行热挤压，待挤压完成后，快速用冷水冲洗冷却，得到耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金。
实施例3
本发明所提供的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金的制备方法，包括如下步骤：
1)配料：本实施例的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金，由以下质量百分比的组分(原料)组成：Gd：7.6％，Y：2.2％，Zn：1.5％，Mn：1.2％，杂质元素Si、Fe总量小于0.02％，余量为Mg；
2)原料除杂：将上述组分(原料)用打磨机进行打磨，目的将组分(原料)表面上的氧化层打磨掉；再将纯镁锭、纯Zn粒和Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Mn中间合金充分预热到200℃；
3)将熔炼炉在500℃下预热30min。将氮化硼和酒精溶液均匀涂敷在永久铁坩埚内壁上，等待风干。将充分预热的纯镁锭放入到风干的铁坩埚中，在CO2+SF6(100:1)混合气体保护下，升高熔炼炉至740℃，待纯镁锭熔化后，于相同温度下依次加入中间合金Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Mn中间合金和纯Zn粒；
4)熔体净化：将打渣勺用氮化硼和酒精混合溶液均匀涂敷勺子内外表面，在加入一种组分(原料)待完全熔化后，即进行轻微打渣处理，得到初步合金熔体；将初步合金熔体温度升至750℃，使用精炼剂对初步合金熔体进行精炼处理。该精炼剂的用量采用初步合金熔体总质量的2％，同时提前将精炼剂放置于250℃井式炉中干燥30min；精炼操作采用勺子将精炼剂送至合金熔体下部，并开始上下搅动2min，保证精炼剂进入合金熔体内部。再旋转搅拌3min，以保证精炼剂与初步合金熔体充分接触，精炼结束后，得到合金熔体；对合金熔体进行充分打渣处理，然后将合金熔体温度降至740℃，保温静置30min后进行浇注。
5)浇注：将永久型金属模具用氮化硼和酒精混合溶液均匀涂敷内壁，便于冷却脱模。将永久型金属模具提前放置于250℃井式炉中预热1h，保温静置完成后进行浇注，待浇注1h后进行脱模，并在空气中冷却至室温，即得到铸态镁合金。
6)热处理：将步骤5)所得到的合金在520℃进行9h固溶处理后，在水温25℃左右的水中淬火，最后得到固溶态镁合金。
7)挤压：将步骤6)得到的合金在420℃下保温1h，然后送至挤压机按照挤压比为11进行热挤压，待挤压完成后，快速用冷水冲洗冷却，得到耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金。
实施例4
本发明所提供的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金的制备方法，包括如下步骤：
1)配料：本实施例的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金，由以下质量百分比的组分(原料)组成：Gd：7.6％，Y：2.0％，Zn：1.6％，Mn：2.1％，杂质元素Si、Fe总量小于0.02％，余量为Mg；
2)原料除杂：将上述组分(原料)用打磨机进行打磨，目的将组分(原料)表面上的氧化层打磨掉；再将纯镁锭、纯Zn粒和Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Mn中间合金充分预热到200℃；
3)将熔炼炉在500℃下预热30min。将氮化硼和酒精溶液均匀涂敷在永久铁坩埚内壁上，等待风干。将充分预热的纯镁锭放入到风干的铁坩埚中，在CO2+SF6(100:1)混合气体保护下，升高熔炼炉至740℃，待纯镁锭熔化后，于相同温度下依次加入中间合金Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Mn中间合金和纯Zn粒；
4)熔体净化：将打渣勺用氮化硼和酒精混合溶液均匀涂敷勺子内外表面，在加入一种组分(原料)待完全熔化后，即进行轻微打渣处理，得到初步合金熔体；将初步合金熔体温度升至750℃，使用精炼剂对初步合金熔体进行精炼处理。该精炼剂的用量采用初步合金熔体总质量的2％，同时提前将精炼剂放置于250℃井式炉中干燥30min；精炼操作采用勺子将精炼剂送至合金熔体下部，并开始上下搅动2min，保证精炼剂进入合金熔体内部。再旋转搅拌3min，以保证精炼剂与初步合金熔体充分接触，精炼结束后，得到合金熔体；对合金熔体进行充分打渣处理，然后将合金熔体温度降至740℃，保温静置30min后进行浇注。
5)浇注：将永久型金属模具用氮化硼和酒精混合溶液均匀涂敷内壁，便于冷却脱模。将永久型金属模具提前放置于250℃井式炉中预热1h，保温静置完成后进行浇注，待浇注1h后进行脱模，并在空气中冷却至室温，即得到铸态镁合金。
6)热处理：将步骤5)所得到的合金在515℃进行10h固溶处理后，在水温25℃左右的水中淬火，最后得到固溶态镁合金。
7)挤压：将步骤6)得到的合金在420℃下保温1h，然后送至挤压机按照挤压比为11进行热挤压，待挤压完成后，快速用冷水冲洗冷却，得到耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金。
性能测试：
测试1、本申请对实施例1-4制备所得的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金，通过对其进行背散射电子成像测试可知，本申请实施例2-4中的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金均含有层片状LPSO相、Mg5(Gd，Y，Zn)以及富含Y共晶相的固溶态镁合金，其中实施例2的背散射电子成像图如图1所示；同时通过对其进行光学显微镜观察测试，结果如图3-图6所示，从图中可以看出添加Mn元素后，实施例1中的LPSO相为块状，而随着Mn元素的添加，合金中的LPSO相由块状向层片状转变趋势，同时富Y相也在增多。
测试2、本申请将实施例1-4得到的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金进行高温力学拉伸试验，试验方法为：将实施例1-4得到的耐高温性能镁合金，按照国家标准(GB4338-2006)加工成标准高温拉伸试样，在高温拉伸试验机CMT5305上进行拉伸。拉伸条件：将试样先用砂纸打磨掉四周毛刺，在进行高温拉伸时，需要保温20min后，然后在拉伸速率为1mm/min下进行拉伸，结果如表1所示：
表1实施例1-4的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金的高温拉伸结果
项目 温度(℃) 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa)
实施例1 250℃ 294 200
实施例2 250℃ 326 274
实施例3 250℃ 350 294
实施例4 250℃ 318 235
由表1可以看出，在250℃时，实施例2～4的耐高温性能镁合金的抗拉强度和屈服强度均高于实施例1的耐高温性能镁合金的抗拉强度和屈服强度，说明在Mg-Gd-Y-Zn系列镁合金添加Mn元素有助于提高镁合金的耐高温性能；通过Mn元素添加的增长量来看，随着Mn元素的增加，耐高温性能镁合金的抗拉强度和屈服强度呈现先增加后减小的趋势。
测试3、本申请以实施例3为例，对其制备所得的耐高温高强Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金在不同高温下进行拉伸试验(试验方法与测试1相同)，结果如表2所示：
表2实施例3的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金在不同高温下的拉伸结果
Figure BDA0003880945840000081
由表2可以看出，在250℃、300℃、350℃时，实施例3的耐高温性能镁合金的抗拉强度和屈服强度仍处在较高水平；在350℃时，实施例3的耐高温性能镁合金的抗拉强度一直保持在240MPa以上，屈服强度也保持在200MPa以上，即其具有较高的高温力学稳定性，能严格满足航空航天、汽车工业、电子信息等领域的高温强度要求。
对比例1
本对比例所公开的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金，其组分与配比与实施例2相同；其制备方法与实施例基本相同，不同之处在于步骤6)热处理：将步骤5)所得到的合金在515℃进行7h固溶处理后，在水温25℃左右的水中淬火，最后得到固溶态镁合金。
本申请对该对比例制备所得的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金，进行背散射电子成像观察，可以看出其仅含有Mg3RE相和块状LPSO相；由于该类合金的室温主要强化相Mg3RE的热稳定性比较低，在高温下承受载荷时固溶强化和析出强化效应减弱，所以该公开的高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金不适合高温环境下测试及工作。
对比例2
本对比例所公开的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金，其组分与配比与实施例2相同；其制备方法与实施例基本相同，不同之处在于步骤6)热处理：将步骤5)所得到的合金在515℃进行13.5h固溶处理后，在水温25℃左右的水中淬火，最后得到固溶态镁合金。
本申请对该对比例制备所得的耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金，进行背散射电子成像观察，可以看出其仅含有少量Mg3RE相、Mg12RE相和层状LPSO相；由于Mg3RE相、Mg12RE相的热稳定性比较低，在高温环境下容易出现溶解现象，不能在高温环境下阻碍位错运动，达不到强化效果。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将镁源、锌源、钆源、钇源、锰源混合均匀，进行熔炼铸造，得到铸态合金；2)将铸态合金依次进行固溶处理和挤压变形处理，即得耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金；其中在步骤2)中，进行固溶处理的固溶温度为500-520℃，固溶时间为9-12h，得到固溶态镁合金，所述固溶态合金含有层片状LPSO相、Mg5(Gd，Y，Zn)以及富含Y共晶相；其中，以质量百分比计，该耐高温高强度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金包含有Gd：7.0-9.5％，Y：1.4-2.5％，Zn：1.3-2.5％，Mn：0.5-2.5％，余量为Mg和不可避免的杂质，所述杂质的含量小于/等于0.02％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以质量百分比计，其包含有Gd：7.9％，Y：2.5％，Zn：1.6％，Mn：0.5％，余量为Mg和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以质量百分比计，其包含有Gd：7.6％，Y：2.2％，Zn：1.5％，Mn：1.2％，余量为Mg和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以质量百分比计，其包含有Gd：7.6％，Y：2.0％，Zn：1.6％，Mn：2.1％，余量为Mg和不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述熔炼铸造为：在惰性气氛的保护下，先升温至740-760℃，保温并搅拌使原料全部熔化后，静置5-10min，得初步合金熔体；然后降温至720-740℃静置20-40min后进行浇注，得到铸态镁合金。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，得到所述初步合金熔体后，将温度升至750℃，加入精炼剂对所述初步合金熔体进行精炼处理。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述挤压变形处理的挤压温度为410-430℃，挤压比为11。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述镁源、锌源、钆源、钇源、锰源分别为纯镁锭、纯锌粒、Mg-Gd中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Mn中间合金。
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