[發(fā)明專利]一種誘導(dǎo)變形鎂合金析出T型第二相的方法及產(chǎn)品

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011377810.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112501484A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅素琴;孟麗萍;伍燕;高正源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C23/00
• 分類號(hào): C22C23/00;C22C1/02;C22C1/06;C22F1/06
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 董林利

本發(fā)明涉及一種誘導(dǎo)變形鎂合金析出T型第二相的方法及產(chǎn)品，屬于鎂合金技術(shù)領(lǐng)域。該變形鎂合金包括如下組分：Sn 5?5.45％，Zn 2.75?3％，不可避免雜質(zhì)≤0.15％，余量為Mg；方法如下，將變形鎂合金經(jīng)固溶處理后冷卻至室溫，再于175?200℃下時(shí)效6?25h，冷卻至室溫，即可。該方法中通過(guò)控制鎂合金中Zn、Sn兩種的原子濃度比及時(shí)效溫度，能夠誘導(dǎo)變形鎂合金析出T型第二相，從而提高變形鎂合金的力學(xué)性能，進(jìn)一步擴(kuò)大了變形鎂合金的使用范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鎂合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種誘導(dǎo)變形鎂合金析出T型第二相的方法及產(chǎn)品。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有工程商業(yè)化應(yīng)用金屬結(jié)構(gòu)材料中，鎂合金密度最小，約為1.75-1.95g/cm³，約為鋁的2/3，鋼的1/4。在汽車、軌道交通、軍工、航空航天等主要使用鋁合金及鋼結(jié)構(gòu)材料的領(lǐng)域，鎂合金的使用可有效實(shí)現(xiàn)輕量化。工業(yè)純鎂的強(qiáng)度低、室溫塑性差，如純鎂砂型鑄造試棒的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度僅為21.9MPa和90MPa，不能直接用作結(jié)構(gòu)材料。通過(guò)合金化、熱處理、塑性變形等多種方法的綜合運(yùn)用，可大幅度提高鎂合金的力學(xué)性能。通常有以下幾個(gè)手段：固溶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化以及細(xì)晶強(qiáng)化。

鎂合金在熱處理過(guò)程中無(wú)法相變，同時(shí)其密排六方的晶體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其滑移系少，進(jìn)而塑性較差，這使得相變強(qiáng)化和加工硬化手段在鎂合金當(dāng)中無(wú)法像在鋼鐵和鋁合金當(dāng)中一樣占有重要地位。細(xì)晶強(qiáng)化雖然對(duì)鎂合金效果好，但尚未找到成本合適的鎂合金普適細(xì)化劑。用塑性變形手段細(xì)化晶粒不僅對(duì)材料的可加工性有一定要求，而且對(duì)工件尺寸和成本均有限制。在鎂合金中，尤其是在未變形鎂合金中，第二相強(qiáng)化的作用重大。第二相的尺寸、形貌、分布以及與基體的位相和匹配都對(duì)第二相的強(qiáng)化效果有著重要影響，通過(guò)控制析出第二相與基體匹配關(guān)系可以改變位錯(cuò)與析出相的作用方式從而調(diào)控鎂合金的強(qiáng)塑性。

鎂合金中的主要強(qiáng)化析出相按照其與鎂基體的位向關(guān)系大致分為4種，分別為與鎂基體基面平行的圓盤狀析出相、垂直于鎂合金基面的桿狀析出相、垂直于基面生長(zhǎng)的盤狀析出相、平行于鎂基體基面的層片狀析出相。目前尚未發(fā)現(xiàn)同時(shí)平行和垂直于鎂合金基面的T型相。

第二相與基體的位向關(guān)系決定了析出相對(duì)鎂合金的強(qiáng)化效果。沿著鎂合金棱柱面析出的第二相(垂直于基面)，將對(duì)鎂合金基面滑移產(chǎn)生阻礙作用從而提高鎂合金基面方向的臨界剪切應(yīng)力，而沿著鎂基面(0001)析出的第二相(平行于基面)，將對(duì)鎂合金非基面滑移產(chǎn)生阻礙作用從而提高鎂合金非基面滑移方向的臨界剪切應(yīng)力。根據(jù)位錯(cuò)理論和位錯(cuò)-第二相顆粒的交互作用，位錯(cuò)可切過(guò)或可繞過(guò)第二相，亦有可能被釘扎。同時(shí)平行和垂直于鎂合金基面的T型第二相釘扎位錯(cuò)的作用最為顯著，可同時(shí)阻礙鎂合金基面、非基面滑移產(chǎn)生，提高鎂合金的強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種誘導(dǎo)變形鎂合金析出T型第二相的方法；目的之二在于提供含有T型第二相的變形鎂合金。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

1、一種誘導(dǎo)變形鎂合金析出T型第二相的方法，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述變形鎂合金包括如下組分：Sn 5-5.45％，Zn 2.75-3％，不可避免雜質(zhì)≤0.15％，余量為Mg；所述方法如下：將變形鎂合金經(jīng)固溶處理后冷卻至室溫，再于175-200℃下時(shí)效6-25h，冷卻至室溫，即可。

優(yōu)選的，所述固溶處理具體為在420-450℃下保溫5-10h。

優(yōu)選的，所述變形鎂合金按如下方法制備：

(1)熔煉、鑄造：保護(hù)氣氛下，將工業(yè)純鎂在720-740℃下熔煉，待所述工業(yè)純鎂熔化后于735-745℃下加入預(yù)熱后的工業(yè)純鋅和工業(yè)純錫，所述工業(yè)純鋅和工業(yè)純錫熔化后加入精煉劑，攪拌3-6min后于715-725℃下靜置10-20min，除渣后澆鑄到預(yù)熱后的模具中，制得鑄錠；

(2)對(duì)步驟(1)中制得的鑄錠進(jìn)行鋸切、車皮；