一种含有长周期堆垛有序相的Mg-Y-Au合金及其制备方法

本发明属于金属材料领域，具体涉及一种含有长周期堆垛有序相的mg-y-au合金及其制备方法。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、2001年，kawamura等(y.kawamura,et al.materials transactions 42(2001)1172-1176)采用快速凝固粉末冶金工艺首次制备出了屈服强度高达600mpa以上的mg97zn1y2合金，且后续工作(e.abe,et al.acta materialia 50(2002)3845-3857)证明，其优异的力学性能源自于合金中分布的具有高密度堆积层错的长周期堆垛有序相。

3、长周期堆垛有序相作为一种有效强韧化相，可以显著提高镁合金的强度、伸长率、抗蠕变和耐腐蚀性能。目前，mg-y系合金中已经被实验证实的含有长周期堆垛有序相的合金有mg-y-co(s.-b.mi,et al.scripta materialia 68(2013)635–638)、mg-y-ni(k.ma,etal.materials characterization 181(2021)111489)、mg-y-cu(y.kawamura,etal.scripta materialia 55(2006)453–456)、mg-y-zn(e.abe,et al.acta materialia 50(2002)3845–3857)。但是并未有报道证实mg-y-au合金含有长周期堆垛有序相。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种含有长周期堆垛有序相的mg-y-au合金及其制备方法，发明人通过合理选择合金元素，并通过实验确定了mg-y-au合金中也能够形成长周期堆垛有序相，为长周期堆垛有序相的镁合金设计与开发提供更多的选择。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

3、本发明的第一个方面，提供一种含有长周期堆垛有序相的mg-y-au合金，所述mg-y-au合金各组分的原子百分含量为：y 1～10at.％，au 1～10at.％，余量为mg；

4、所述mg-y-au合金中含有18r结构的长周期堆垛有序相，其堆垛序列为abababcacacabcbcbc，周期长度为4.69±0.5nm。

5、其中，au元素的作用在于与mg、y共同生成三元长周期堆垛有序相。

6、在本发明的一些实施例中，所述mg-y-au合金中包括mg基体、长周期堆垛有序相和mg24y5相，长周期堆垛有序相多生长于mg基体和mg24y5相之间，由mg24y5向mg基体生长。

7、在本发明的一些实施例中，所述mg-y-au合金各组分的原子百分含量为：y5at.％，au 2.5at.％，余量为mg。

8、在本发明的一些实施例中，所述mg-y-au合金各组分的原子百分含量为：y1at.％，au 1at.％，余量为mg。

9、在本发明的一些实施例中，所述mg-y-au合金各组分的原子百分含量为：y10at.％，au 10at.％，余量为mg。

10、本发明的第二个方面，提供上述的含有长周期堆垛有序相的mg-y-au合金的制备方法，包括如下步骤：

11、将纯mg、mg-y中间合金和纯au按比例放入坩埚中在真空感应熔炼炉中进行熔炼，原料完全熔化后停止加热，在熔炼炉中静置并通入保护气体，等待熔体完全凝固后冷却至室温。

12、在本发明的一些实施例中，在真空感应熔炼炉中进行熔炼前使用真空系统将炉内抽成真空状态。

13、在本发明的一些实施例中，进行熔炼时，加热使原料完全熔化并伴有电磁搅拌。

14、在本发明的一些实施例中，熔炼温度为：700℃，熔炼时间为1分钟。

15、在本发明的一些实施例中，所述保护气体包括但不限于氩气、二氧化碳或六氟化硫，优选为氩气。

16、本发明的有益效果为：

17、本发明提供了一种含有长周期堆垛有序相的新型镁合金mg-y-au，发明人通过合理选择合金元素，并通过实验确定了mg-y-au合金中也能够形成长周期堆垛有序相，为长周期堆垛有序相的镁合金设计与开发提供更多的选择。

18、本发明提供的含有长周期堆垛有序相的新型镁合金mg-y-au具有原材料易得、容易保存，制备方法简单等优点。

技术特征：

1.一种含有长周期堆垛有序相的mg-y-au合金，其特征在于，所述mg-y-au合金各组分的原子百分含量为：y 1～10at.％，au 1～10at.％，余量为mg；

2.如权利要求1所述的含有长周期堆垛有序相的mg-y-au合金，其特征在于，所述mg-y-au合金中包括mg基体、长周期堆垛有序相和mg24y5相，长周期堆垛有序相多生长于mg基体和mg24y5相之间，由mg24y5向mg基体生长。

3.如权利要求1所述的含有长周期堆垛有序相的mg-y-au合金，其特征在于，所述mg-y-au合金各组分的原子百分含量为：y 5at.％，au 2.5at.％，余量为mg。

4.如权利要求1所述的含有长周期堆垛有序相的mg-y-au合金，其特征在于，所述mg-y-au合金各组分的原子百分含量为：y 1at.％，au 1at.％，余量为mg。

5.如权利要求1所述的含有长周期堆垛有序相的mg-y-au合金，其特征在于，所述mg-y-au合金各组分的原子百分含量为：y 10at.％，au 10at.％，余量为mg。

6.如权利要求1-5任一所述的含有长周期堆垛有序相的mg-y-au合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.如权利要求6所述的含有长周期堆垛有序相的mg-y-au合金的制备方法，其特征在于，在真空感应熔炼炉中进行熔炼前使用真空系统将炉内抽成真空状态。

8.如权利要求6所述的含有长周期堆垛有序相的mg-y-au合金的制备方法，其特征在于，进行熔炼时，加热使原料完全熔化并伴有电磁搅拌。

9.如权利要求6所述的含有长周期堆垛有序相的mg-y-au合金的制备方法，其特征在于，熔炼温度为：700℃，熔炼时间为1分钟。

10.如权利要求6所述的含有长周期堆垛有序相的mg-y-au合金的制备方法，其特征在于，所述保护气体为氩气。

技术总结
本发明公开了一种含有长周期堆垛有序相的Mg‑Y‑Au合金及其制备方法，属于金属材料技术领域。所述Mg‑Y‑Au合金各组分的原子百分含量为：Y 1～10at.％，Au 1～10at.％，余量为Mg；所述Mg‑Y‑Au合金中含有18R结构的长周期堆垛有序相，其堆垛序列为ABABABCACACABCBCBC，周期长度为4.69±0.5nm。其制备方法为：将原材料按比例放入熔炼炉的坩埚中进行熔化，熔化后将其静置冷却成型，同时通入保护气体。本发明通过合理选择合金元素Y、Au，证实了一种能够在镁合金中形成长周期堆垛有序相的新的元素搭配，为长周期堆垛有序镁合金的设计开发提供了更多选择。

技术研发人员：王瑨,马堂鹏,詹成伟,周吉学,程开明,于欢,赵东清,赵国辰,杨化冰,刘运腾,刘琪
受保护的技术使用者：山东省科学院新材料研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16