[發明專利]一種高熱穩定性低稀土納米鎂合金制備方法

在審

• 申請號: 201810740430.5
• 申請日: 2018-07-07
• 公開（公告）號: CN108754268A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 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: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22F1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種高熱穩定性低稀土納米鎂合金制備方法。所述鎂合金原子百分比成分為：Mg?0.91~1.36Gd?0.87~1.29Y?0.06~0.14Zr，將合金棒材進行旋鍛變形制備納米鎂合金，控制旋鍛溫度為50~200℃，控制道次變形量為5~20%，總變形量為20~50%，控制進料速度為2~6mm/min，每道次變形后改變進料方向，旋鍛過程采用油潤滑，潤滑劑流動速度為1~1.5m³/h，旋鍛后將所得納米鎂合金在110~150℃退火12~20h，使得Gd、Y元素在納米晶晶界發生偏聚，所得納米鎂合金晶界處Gd、Y元素濃度為晶內的1.5~2倍，該納米鎂合金的晶粒長大溫度≥0.64T_m。

技術領域

本發明涉及塊體納米材料制備領域，特別涉及一種高熱穩定性納米鎂合金制備方法。

背景技術

鎂合金具有低密度、高比強度、高比剛度、高阻尼等優點，作為新一代輕質結構材料，其優異的減重特性對航空航天、交通運輸等領域具有重要意義。納米鎂合金具有超高強度，可滿足高精尖領域對高性能鎂合金的需求。然而與粗晶材料相比，納米結構材料熱穩定性一般較差，甚至有些在室溫就發生晶粒長大，使得納米材料不能在較高的溫度下保持良好的機械及理化性能。制備具有高熱穩定性的納米鎂合金對納米鎂合金的廣泛應用具有重要意義。

發明內容

本發明在于提供一種高熱穩定性低稀土納米鎂合金制備方法。所述鎂合金原子百分比成分為：Mg-0.91~1.36Gd-0.87~1.29Y-0.06~0.14Zr，將合金棒材進行旋鍛變形制備納米鎂合金，控制旋鍛溫度為50~200℃，控制道次變形量為5~20%，總變形量為20~50%，控制進料速度為2~6mm/min，每道次變形后改變進料方向，旋鍛過程采用油潤滑，潤滑劑流動速度為1~1.5m³/h，旋鍛后將所得納米鎂合金在110~150℃退火12~20h，使得Gd、Y元素在納米晶晶界發生偏聚，所得納米鎂合金晶界處Gd、Y元素濃度為晶內的1.5~2倍，該納米鎂合金的晶粒長大溫度≥0.64_m。

所述的旋鍛變形，控制旋鍛溫度為50~150℃。

所述的旋鍛變形，控制道次變形量為10~15%。

所述的旋鍛變形，控制總變形量為30~50%。

所述的旋鍛變形，控制潤滑劑流動速度為1.2~1.5m3/h。

所述的旋鍛變形，控制進料速度為2~5mm/min。

所述的退火處理，將旋鍛所得納米鎂合金在120~150℃退火12~20h。

本發明的優點有：

1.旋鍛變形可以產生高的應變速率，高應變速率可誘發大量位錯開動并提高合金最大位錯密度，位錯在納米晶晶界的累積可為稀土元素擴散提供通道。選用旋鍛變形方式是實現稀土元素偏聚的關鍵因素。

2.變形過程中材料的溫度決定了稀土元素在鎂合金中的擴散速率，溫度過高時稀土元素擴散過快、易導致稀土元素富集，形成塊狀富稀土相，塊狀相的形成會嚴重降低鎂合金的力學性能。變形過程中潤滑劑以及潤滑劑流動速度都會影響溫度，選用合適的潤滑劑、控制潤滑劑流速以控制材料溫度也是實現稀土元素富集而不產生塊狀相的重要因素。

3.大量試驗探索表明：控制旋鍛溫度為50~200℃，控制道次變形量為5~20%，總變形量為20~50%，控制進料速度為2~6mm/min，旋鍛過程采用油潤滑，潤滑劑流動速度為1~1.5m³/h的變形工藝參數，才可保證在所得納米鎂合金晶粒內部形成位錯鏈并實現稀土元素富集。旋鍛后將所得納米鎂合金在110~150℃退火12~20h，可使富集的稀土元素通過位錯鏈通道擴散至晶界處，形成偏聚，稀土元素在晶界的偏聚是得到高熱穩定性納米鎂合金的關鍵。

具體實施方式

實施例1