[發明專利]一種具有高強度和高塑性的鎂合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201811353605.3
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109161757B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 李振亮;李欣;段寶玉
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C23/02;C22F1/06
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明屬于鎂合金材料技術領域，提供了一種具有高強度和高塑性的鎂合金及其制備方法。本發明通過控制各元素的含量，結合預變形?熱處理?再變形的處理方式，通過空位、位錯、層錯、晶界的缺陷控制來調控鎂合金的亞晶演化過程，尤其是通過Mg_xZn_yCa_z亞穩相粒子來控制Laves相或LPSO(Long Period Stacking Ordered，LPSO)結構相或再結晶過程，提升鎂合金的強度和塑性。

技術領域

本發明涉及鎂合金材料技術領域，特別涉及一種具有高強度和高塑性的鎂合金及其制備方法。

背景技術

鎂合金具有密度小、比強度和比剛度高、導熱導電性能好、阻尼減振、電磁屏蔽、易于加工成型、廢料容易回收等優點，在汽車、電子通信、航空航天和國防軍事等領域具有重要的應用價值，被稱為21世紀“綠色工程材料”。

目前市面上的鎂合金產品主要以鑄件為主，但是鎂合金結晶溫度間隔寬，容易形成凝固收縮分布在鑄件斷面，使合金強度和韌性降低，鎂合金為密排六方晶體結構，抗拉強度、屈服強度和延伸率低，只能用于一些力學性能要求較低的場合。例如：Song Zhang等(Effect of solid solution and aging treatments on the microstructuresevolution and mechanical properties of Mg-14Gd-3Y-1.8Zn-0.5Zr alloy，Journalof Alloys and Compounds.2013，557：91-97)開發的鑄態Mg-14Gd-3Y-1.8Zn-0.5Zr合金的抗拉強度可達到為366MPa，但延伸率僅為2.8％。因此，現有的鑄造鎂合金雖然擁有極佳的強度，但合金的延伸率較低，較差的塑性不利于該系合金的廣泛應用。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種具有高強度和高塑性的鎂合金及其制備方法。

為了達到以上目的，本發明提供了以下技術方案：

本發明提供了一種具有高強度和高塑性鎂合金的制備方法，包括以下步驟：

提供鎂合金坯料；所述鎂合金坯料包括以下質量百分含量的組分：Al 0.1～13％，Zn 0.1～9％，Ca 0.1～6％，Mn 0.1～2％，Zr 0～6％，RE 0.1～20％和余量的Mg；所述RE為稀土元素；

將所述鎂合金坯料依次進行預變形處理、熱處理和再變形處理，得到高強度和高塑性鎂合金；所述熱處理方式包括時效處理、雙級退火和固溶時效處理中一種，或者依次連續進行的時效處理、雙級退火和固溶時效處理；

所述鎂合金的微觀組織包括Mg_xZn_yCa_z相、Laves相和析出相；所述析出相包括桿狀Mg-Zn相、納米級球形Mg-Zn相、由Mg_xZn_yCa_z相析出的LPSO結構相、由Laves相析出的LPSO結構相和由亞晶組織誘發轉變得到的LPSO結構相中的一種或多種；

所述Mg_xZn_yCa_z相中x+y+z＝100且y與z的比值為0.1～10。

優選的，所述時效處理的溫度為150～250℃，時效處理的時間為4～16h；

所述雙級退火包括順次進行的首次退火和再次退火；所述首次退火的溫度為450～500℃，首次退火的時間為1～4h；所述再次退火的溫度為250～350℃，再次退火的時間為4～16h；

所述固溶時效處理包括順次進行的固溶處理和時效處理；所述固溶處理的溫度為450～500℃，固溶處理的時間為1～4h；所述固溶時效處理中時效處理的溫度為150～250℃，時效處理的時間為4～16h。