本发明属于镁合金，具体涉及一种超高强耐蚀低合金化mg-al-mn-y-zr合金及其制备方法。
背景技术：
1、镁及镁合金具有高的比强度、比刚度，良好的切削加工性能，在航空航天、汽车、军工等领域应用前景广阔；同时，镁合金作为功能金属材料，具有可生物降解特性，在生物医用领域也有重要的应用潜力。因为镁合金的绝对强度不高、耐蚀性较差，这导致其在大载荷、腐蚀性环境中的应用受到限制。因此，有必要开发新型高强耐蚀镁合金，以促进其应用水平。
2、为了提高镁合金的耐蚀性能，例如，在am60种添加微量的稀土元素可大幅提高耐蚀性能，目前已开发出一些镁合金材料，并取得工业化应用，但上述合金的强度普遍低于380mpa，限制了其应用。如何提高镁及镁合金强度成为限制镁合金广泛应用的瓶颈问题，通过设计组织结构和合金化是提高镁合金强度的最有效方式之一。由于稀土元素在镁中的固溶度高，具有明显的时效强化特性，可以形成纳米级第二相沉淀，从而使得提高合金强度。潘虎成等人研究mg-13gd合金的抗拉强度(uts)、屈服强度(ys)分别达到493mpa、458mpa。刘轲等人研究的mg-8dy-5cu-2sn合金通过均匀化处理、热挤压后抗拉强度达到420mpa，屈服强度达到390mpa。虽然稀土镁合金都具有优良的高强，但是稀土元素价格高昂，在工业中会限制其应用。
3、因此，如何通过低合金化及相应制备工艺技术改进，得到强度高、塑性好、本征耐蚀性能优良的镁合金，对于扩大镁合金的应用范围具有重要的意义。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明目的在于提供一种超高强耐蚀低合金化mg-al-mn-y-zr合金及其制备方法，所得合金制备成本低，具有较高的抗拉强度、屈服强度和耐腐蚀能力。
2、为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
3、第一方面，本发明提供了一种超高强耐蚀低合金化mg-al-mn-y-zr合金，包括以下重量百分比组分：
4、al：0.1％；mn：0.1％；y：0.1％；zr：0.1％，其余为镁以及无法避免的杂质。
5、作为优选，高强耐蚀低合金化镁铝锰钇锆合金由以下重量份的金属原料制成：
6、mg 509.5-514.5份、al 0.5-0.6份、镁锰中间合金5.5-6.0份、镁钇中间合金1.8-2.0份、镁锆中间合金1.8-2.0份
7、所述镁锰中间合金的镁锰质量比为9:1；
8、所述镁钇中间合金的镁钇质量比为7:3；
9、所述镁锆中间合金的镁锆质量比为7:3。
10、第二方面，本发明提供了上述高强耐蚀低合金化镁铝锰钇锆合金的制备方法，包括以下步骤：
11、1)将金属原料去除氧化层并干燥，然后按照所述重量份称取金属原料；
12、2)将熔炼炉在保护气氛下放入mg金属然后在第一温度下保温后放入al金属然后在第二温度下保温后放入镁锰中间合金然后在第三温度下保温后加入镁钇中间合金然后在第四温度下保温后放入镁锆中间合金在第五温度下保温后得到合金液；
13、3)使所述合金液进行第一降温后中加入精炼剂并依次进行搅拌、保温、第二降温降温、浇铸得到铸锭；
14、4)将所述铸锭进行固溶处理固得到固溶态铸锭；
15、5)将所述固溶态铸锭去除氧化层后进行挤压处理得到高强耐蚀低合金化镁铝锰钇锆合金。
16、作为优选，所述步骤2)中保护气氛由sf6和co2按照体积比40：1混合而成。
17、作为优选，所述步骤2)中第一温度为710-715℃，保温时间为25-30min；第二温度为720-725℃，保温时间为20-25min；第三温度为720-725℃，保温时间为20-25min；第四温度为720-725℃，保温时间为20-25min；第五温度为750-755℃，保温时间为20-25min。
18、本发明在整个熔炼过程mg、al、mn、y、zr发生合金化反应，反应方程式如下：
19、mg+al+mn+y+zr→ɑ-mg+mg17al12；
20、式中，ɑ-mg为ɑ镁相，mg17al12为镁铝相。
21、作为优选，所述步骤3)中精炼剂的用量为合金液的1-2wt％。
22、作为优选，所述步骤3)中精炼剂由以下重量百分比的原料组成：mgcl246％、kcl40％、bacl2 8％、caf2 5％。
23、作为优选，所述步骤3)中第一降温的温度为740-745℃；搅拌时间为2-5min；保温温度为750-755℃，保温时间为20-25min；第二降温的温度为710-715℃。。
24、作为优选，所述步骤4)中固溶处理的方法为：先进行一级固溶处理再进行二级固溶处理之后进行水淬；
25、所述一级固溶处理温度为320℃，保温时间为1h；
26、所述二级固溶处理温度为500℃，保温时间为3h。通过采用上述技术方案通过双级固溶的方式一方面减小两个保温温度的差距，有利于对温度稳定的控制；另一方面在本设计的合金中会有第二相，采取此固溶方式可以尽可能让更多的第二相熔入镁基体里。
27、作为优选，所述步骤5)中挤压处理的方法为：将挤压模具温度升温至225-230℃，放入试样保温55-60min，然后在挤压温度225℃，挤压速率0.1mm/s，挤压比为16∶1下进行挤压。
28、作为优选，所述制备过程中在坩埚、坩埚钳、搅拌棒的表面均匀的涂刷保护涂料；所述保护涂料由滑石粉、水、水玻璃按照质量体积比80g：250ml：20g混合而成。
29、至少含有以下有益技术效果：
30、本发明以镁、铝、镁-锰中间合金、镁-钇中间合金、镁-锆中间合金为原料，经过熔炼铸造、固溶处理、低温挤压，制备成高强耐蚀的镁合金。在热挤压过程中，第二相破碎成细小的颗粒状，均匀分布在镁基体中，使得基体得到强化，也能促进动态再结晶，使组织更加的细化，变形晶粒和细晶粒组成的异质结构提供的额外的应变硬化能力增强了镁合金抗拉强度和屈服强度。同时本发明相比于稀土镁合金以及复杂而昂贵的大塑性变形技术手段，具有成本低，工艺简单，流程短等优点，使得有一定的经济效益与应用潜力。
1.一种超高强耐蚀低合金化mg-al-mn-y-zr合金，其特征在于，包括以下重量百分比组分：
2.根据权利要求1所述的高强耐蚀低合金化镁铝锰钇锆合金，其特征在于，高强耐蚀低合金化镁铝锰钇锆合金由以下重量份的金属原料制成：
3.权利要求2所述的高强耐蚀低合金化镁铝锰钇锆合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中保护气氛由sf6和co2按照体积比40：1混合而成。
5.据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中第一温度为710-715℃，保温时间为25-30min；第二温度为720-725℃，保温时间为20-25min；第三温度为720-725℃，保温时间为20-25min；第四温度为720-725℃，保温时间为20-25min；第五温度为750-755℃，保温时间为20-25min。
6.据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中精炼剂的用量为合金液的1-2wt％。
7.据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中精炼剂由以下重量百分比的原料组成：mgcl2 38-46％、kcl 32-40％、bacl2 5-8％、caf2 3-5％。
8.据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中第一降温的温度为740-745℃；搅拌时间为2-5min；保温温度为750-755℃，保温时间为20-25min；第二降温的温度为710-715℃。
9.据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中固溶处理的方法为：先进行一级固溶处理再进行二级固溶处理之后进行水淬；
10.据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中挤压处理的方法为：将挤压模具温度升温至225-230℃，放入试样保温55-60min，然后在挤压温度225℃，挤压速率0.1mm/s，挤压比为16∶1下进行挤压。
