[發明專利]一種納米鎂合金時效熱處理工藝

在審

• 申請號: 201810740417.X
• 申請日: 2018-07-07
• 公開（公告）號: CN108774719A
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 萬迎春;劉楚明;高永浩;蔣樹農;余世倫;陳志永
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22F1/06
• 分類號: C22F1/06;C22C23/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種納米鎂合金時效熱處理工藝。所述合金為Mg?Gd?Y?Zr合金，將鎂合金棒材進行旋鍛變形，控制旋鍛溫度為0~300℃，控制道次變形量為5~20%，控制總變形量為10~80%，控制進料速度為1~8mm/min，每道次變形后改變進料方向，獲得納米鎂合金，將所得納米鎂合金在100~170℃下進行一級時效處理，處理時間為5~16h，將一級時效后的合金在170~250℃下進行二級時效處理，處理時間為10~60h，經時效處理后納米鎂合金較未時效態抗拉強度提高80~150MPa、屈服強度提高100~150MPa。

技術領域

本發明涉及納米材料制備領域，特別涉及一種納米鎂合金時效熱處理工藝。

背景技術

納米材料由于其優異的物理性能、化學性能以及力學性能已被應用于諸多高科技領域，也滲透到生活的各個方面。納米鎂合金不僅具有普通鎂合金具有的高阻尼、高比強、高比剛等優點，還具有高強度和良好的耐蝕性能。大多數鎂合金都屬于時效強化型合金，因而通過時效熱處理進一步提高納米鎂合金強度是提升鎂合金力學性能的重要手段。

發明內容

本發明目的在于提供一種納米鎂合金時效熱處理工藝，包括以下具體步驟：

a．將鎂合金棒材進行旋鍛變形，控制旋鍛溫度為0~300℃，控制道次變形量為5~20%，控制總變形量為10~80%，控制進料速度為1~8mm/min，每道次變形后改變進料方向，獲得納米鎂合金；

b．將所得納米鎂合金在100~170℃下進行一級時效處理，處理時間為5~16h；

c．將一級時效后的合金在170~250℃下進行二級時效處理，處理時間為10~60h。

所述一級時效處理，是將所得納米鎂合金在120~170℃處理6~14h

所述二級時效處理，是將一級時效后的合金在170~230℃處理10~40h。

本發明的優點有：

將擠壓棒材進行旋鍛變形。一方面，旋鍛變形可實現高的靜水壓應力，降低鎂合金的開裂傾向，提高可實現的總變形量；另一方面，旋鍛變形可實現高的應變速率，高應變速率可提高鎂合金開裂前可累積的位錯密度、高密度位錯誘發鎂合金內部形成納米量級亞結構、進而形成納米晶，旋鍛變形是形成納米晶的關鍵步驟。

納米鎂合金通常熱穩定性較差，熱處理時溫度過高容易發生晶粒長大、嚴重降低合金力學性能。熱處理溫度過低合金不能分解出時效強化相，無法達到強化效果。因而選取的時效溫度必須保證合金不發生晶粒長大，同時也要保證可以分解出強化相。

同時經過劇烈塑性變形的Mg-Gd-Y-Zr合金在退火過程中，Gd、Y元素易脫溶形成塊狀富稀土相，塊狀富稀土相的產生也會劇烈降低合金的強度及塑性。時效溫度過高、時效時間過長，都易導致塊狀富稀土相生成，但時效溫度過低、時效時間過短則不能達到時效強化效果。因而必須控制合理的時效溫度及時間，并通過溫度和時間的組合優化，實現合金時效強化。

大量試驗探索表明，要保證時效處理中合金分解出時效強化相，同時保證晶粒不發生長大以及塊狀相不產生，必須采用雙級時效處理工藝。在第一級時效處理過程中必須降低合金的內應力，才可降低合金晶粒長大的傾向和塊狀相產生的傾向。試驗結果表明，在100~170℃進行第一級時效處理，處理時間為5~16h，變形產生的大部分內應力被消除；同時溶質原子開始偏聚。然后在170~250℃進行二級時效處理，處理時間為10~60h，此過程中時效分解相形成。

具體實施方式

實施例1