1.一种低密度、超高比屈服强度Mg‑Ni‑Ti‑Al四元合金,其特征在于:所述合金的化学组成按原子比表示为Mg1.9NiTiAl0.1,所述合金的微观结构是以Mg2Ni为母相,且合金中弥散分布大量纳米尺度的强化相,所述强化相为B2‑NiTi金属间化合物;其中:合金的屈服强度(σy)采用σy=H/3进行换算。
2.根据权利要求1所述的低密度、超高比屈服强度Mg‑Ni‑Ti‑Al四元合金,其特征在于:
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所述合金的密度为3.24g/cm,比屈服强度为324±11.8MPa·cm/g,硬度为3.15±0.12GPa。
3.权利要求1所述的低密度、超高比屈服强度Mg‑Ni‑Ti‑Al四元合金的制备方法,其特征在于:所述方法具体包括如下步骤:
(1)按配比称取Mg粉、Ni粉、Ti粉和Al粉作为机械合金化原料粉;采用不同尺寸的不锈钢球作为磨球,另外称取过程控制剂;其中:所述Mg粉、Ni粉、Ti粉和Al粉的摩尔比为1.9:1:
1:0.1;
(2)按比例将步骤(1)所述磨球、机械合金化原料粉和过程控制剂分别加入球磨罐中,抽真空并进行密封处理,然后将密封的球磨罐置于行星式球磨机中球磨1~200h,球磨结束后,静置12~48h,取出,得到合金粉体;
(3)将步骤(2)中球磨所得的合金粉体压制成金属薄片;
(4)将步骤(3)所得金属薄片置于管式炉中,然后在惰性气体氛围条件下将所述管式炉升温至400~700℃恒温烧结1~5h,烧结完成后,自然冷却至室温,得到所述的低密度、超高比屈服强度Mg‑Ni‑Ti‑Al四元合金。
4.根据权利要求3所述的低密度、超高比屈服强度Mg‑Ni‑Ti‑Al四元合金的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述Mg粉、Ni粉、Ti粉和Al粉的纯度均≥99.99%,各金属粉体粒径均≤48μm。
5.根据权利要求3所述的低密度、超高比屈服强度Mg‑Ni‑Ti‑Al四元合金的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述过程控制剂为硬脂酸。
6.根据权利要求3所述的低密度、超高比屈服强度Mg‑Ni‑Ti‑Al四元合金的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述磨球与机械合金化原料粉的质量比为20:1~5:1。
7.根据权利要求3所述的低密度、超高比屈服强度Mg‑Ni‑Ti‑Al四元合金的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,以机械合金化原料粉的质量为基准,所述过程控制剂的用量为0.4~4wt%。
8.根据权利要求3所述的低密度、超高比屈服强度Mg‑Ni‑Ti‑Al四元合金的制备方法,其特征在于:球磨过程按如下方式进行:球磨机先正转10~60min后,停止1~30min,随后反转10~60min,停止1~30min,如此循环,总的球磨时间为1~200h。
9.根据权利要求3所述的低密度、超高比屈服强度Mg‑Ni‑Ti‑Al四元合金的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,将合金粉体压制成金属薄片的具体工艺如下:将所述金属粉体置于洁净、干燥的金属模具中,然后利用15吨以上的载荷将合金粉体压实至小块圆柱状薄片即可。
10.根据权利要求3所述的低密度、超高比屈服强度Mg‑Ni‑Ti‑Al四元合金的制备方法,其特征在于:所述管式炉升温采用三段加热升温方式:首先从室温升至200℃,保温5~
30min,随后升温至350℃,保温5~30min,再继续加热升温至烧结温度恒温烧结1~5h,其中:所述管式炉加热升温速率为5~20℃/min。