一种高强度镁合金及其加工方法

本发明涉及镁合金加工，尤其是涉及一种高强度镁合金及其加工方法。

背景技术：

1、镁及其合金具有高比强度、阻尼性能和比刚度等优点，同时还具有良好的导热性能、焊接性能和抗疲劳性能，在国防军事、汽车、医疗、电子等众多行业具有较好的应用价值及前景。然而，镁为密排六方结构，对称性低，室温下独立滑移系少，导致现有的镁合金仍然存在一些显著的缺陷：(1)屈服强度和抗拉强度较低；(2)延伸率低、塑性差；(3)抗蠕变能力差等。现阶段改善镁合金力学性能的加工手段主要有：以细化晶粒为目标的剧烈塑性变形，包括挤压、轧制等。但是在单一挤压或轧制变形时镁合金中存在的大量粗大的第二相容易形成裂纹源。

2、因此如何在加工变形中细化第二相，并使得第二相弥散分布于基体中，起到钉扎晶界和抑制晶粒长大的作用，明显提高镁合金的力学性能是目前亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明提出来一种高强度镁合金及其加工方法，其加工方法旨在细化加工变形过程中的第二相，使得第二相弥散分布于基体中，起到钉扎晶界和抑制晶粒长大的作用，明显提高镁合金的力学性能。

2、为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

3、本发明提供的一种高强度镁合金的加工方法，包括如下步骤：

4、s1：将镁合金铸锭进行均质化处理；

5、s2：将均质化处理后得到的镁合金铸棒进行第一次预热处理；

6、s3：对第一次预热处理后的镁合金铸棒沿棒材轴向进行第一次挤压，得到第一挤压棒材；

7、s4：对所述第一挤压棒材进行第二次预热处理，再将第二次预热处理后的棒材沿着第一次挤压方向进行第二次挤压，得到第二挤压棒材；

8、s5：将所述第二挤压棒材沿着棒材轴向切割成板材；

9、s6：将切割后的板材进行第三次预热处理，随后将预热的板材沿着挤压方向进行热轧，获得镁合金轧制板材；

10、s7：将所述镁合金轧制板材进行去应力退火，冷却后获得高强度镁合金。

11、进一步的，所述镁合金铸锭中，以质量百分数计，包括：钆：7.5％-7.8％，钇：1.8％-2.1％锌：1.1％-1.4％，锆：0.2％-0.4％，其余为镁和不可避免的杂质。

12、进一步的，所述均质化处理时的保温温度为480-520℃，保温时间为12-14h。

13、进一步的，所述第一次预热处理的预热温度为350-400℃，预热时间为2-3h；

14、和/或，所述第二次预热处理的预热温度为420-440℃，预热时间为2-3h；

15、和/或，所述第三次预热处理的预热温度为300-350℃，预热时间1h-1.5h。

16、进一步的，所述第一次挤压的条件包括：

17、挤压温度为350-380℃，挤压比为8-10，挤压速度为0.1-0.25mm/s；

18、和/或，所述第二次挤压的条件包括：

19、挤压温度为420-440℃，挤压比为8-10，挤压速度为0.1-0.25mm/s。

20、进一步的，所述热轧为多道次热轧，每完成一个道次均再次进行预热，预热后进行下一个道次的热轧，优选地，轧制道次为5-6次，热轧总压下率≥50％。

21、进一步的，每次所述热轧的条件包括：

22、轧制温度为300-320℃，每道次压下量为8-12％，轧辊转速为30-40r/min，轧辊直径为150mm。

23、进一步的，所述去应力退火温度为230-250℃，退火时间15-45min。

24、本发明还提供一种如上所述高强度镁合金的加工方法制得的镁合金。

25、进一步的，所述镁合金的屈服强度为340-360mpa，抗拉强度为405-412mpa，延伸率为4.9-5.5％。

26、本发明提供的一种高强度镁合金及其加工方法，其有益效果如下：

27、本发明提供了一种高强度镁合金及其加工方法，通过添加稀土元素以及多次挤压加轧制成形工艺的协同作用，使得镁合金力学性能显著提升；制得的多元稀土镁合金的屈服强度为340-360mpa，抗拉强度为405-412mpa，延伸率为4.9-5.5％，力学性能远高于目前商业化镁合金，这主要归因于成分设计及合金加工工艺参数优化实现了细晶强化、固溶强化、第二相强化和织构改性协同作用。

技术特征：

1.一种高强度镁合金的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的高强度镁合金的加工方法，其特征在于，所述镁合金铸锭中，以质量百分数计，包括：钆：7.5％-7.8％，钇：1.8％-2.1％锌：1.1％-1.4％，锆：0.2％-0.4％，其余为镁和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的高强度镁合金的加工方法，其特征在于，所述均质化处理时的保温温度为480-520℃，保温时间为12-14h。

4.根据权利要求1所述的高强度镁合金的加工方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的高强度镁合金的加工方法，其特征在于，所述第一次挤压的条件包括：

6.根据权利要求1所述的高强度镁合金的加工方法，其特征在于，所述热轧为多道次热轧，每完成一个道次均再次进行预热，预热后进行下一个道次的热轧，优选地，轧制道次为5-6次，热轧总压下率≥50％。

7.根据权利要求6所述的高强度镁合金的加工方法，其特征在于，每次所述热轧的条件包括：

8.根据权利要求1所述的高强度镁合金的加工方法，其特征在于，所述去应力退火温度为230-250℃，退火时间15-45min。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的高强度镁合金的加工方法制得的镁合金。

10.根据权利要求9所述的镁合金，其特征在于，所述镁合金的屈服强度为340-360mpa，抗拉强度为405-412mpa，延伸率为4.9-5.5％。

技术总结本发明提供的一种高强度镁合金及其加工方法，涉及镁合金加工技术领域，通过对镁合金铸锭依次进行均质化处理、第一次预热处理、第一次挤压、第二次预热处理、第二次挤压、切割板材、第三次预热处理、轧制、去应力退火和冷却得到高强镁合金板材。通过多次挤压和轧制的配合尤其是对挤压温度、速度、挤压比以及轧制温度、压下量的协同调整，引入强压剪复合变形，细化加工变形过程中的第二相，使得第二相弥散分布于基体中，起到钉扎晶界和抑制晶粒长大的作用，实现晶粒细化和基面织构弱化，显著提高镁合金的力学性能。技术研发人员：李静媛,王锦俊,穆罕默德·阿布巴克·汗,戴尚,蔡昱翔,姚伟丽,刘阳力受保护的技术使用者：北京科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11