[發明專利]一種高延伸率微合金化改性AZ31鎂合金薄板材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210690733.7
• 申請日: 2022-06-17
• 公開（公告）號: CN115044812A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 李永兵;李宏祥;劉伯禹;孫燕
• 申請（專利權）人: 北京機科國創輕量化科學研究院有限公司;北京科技大學
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22F1/06;C22C1/02
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一種高延伸率微合金化改性AZ31鎂合金薄板材料及其制備方法，其特征在于，所述鎂合金薄板為對AZ31合金體系進行微合金化成分改性，微合金化元素包括Ca元素和M元素，各元素的質量百分數為：Al：2.5～3.5wt.％；Zn：0.5～1.5wt.％；Mn：0.2～0.5wt.％；Ca：0.1～0.5wt.％；M為Y，Nd元素中的至少一種，其中Y：0.05～1.5wt.％，Nd：0.05～1.5wt.％；余量為Mg。本發明的鎂合金薄板延伸率高，并且強度提升，同時制備工藝簡單，成本較低，在交通運輸、電子通信等領域有著廣泛應用前景。

技術領域

本發明屬于金屬材料制備與加工技術領域，涉及一種高延伸率微合金化改性AZ31鎂合金薄板材料及其制備方法。

背景技術

鎂合金具有低密度，高比強度，優良的電磁屏蔽性以及便于回收等優點，在交通運輸、電子通信等領域有著廣泛應用，其中AZ31鎂合金是現在應用最為廣泛的鎂合金體系之一。然而，鎂合金薄板大多延伸率較低，這是由于鎂合金晶體結構為密排六方結構，常溫下可開動的只有基面滑移系。所以如何在保持現有板材強度的基礎上提高鎂合金薄板延伸率是一項重要的技術。

目前國內外鎂合金薄板的研究主要集中于提高其強塑性與成形性，多基于以下2種研究方法：

(1)合金成分改性?，F有技術發明中，國外報道通過加入1.5wt.％Ag和0.wt.％1Ca開發出屈服強度124MPa，抗拉強度216MPa，延伸率達29％的板材(Materials Science andEngineering:A2020(774):138923)。在鎂合金中加入0.5wt.％Ce、0.3wt.％La和0.2wt.％Nd后板材的屈服強度125MPa，抗拉強度230MPa，延伸率達16％的板材(Journal of Alloysand Compounds 2019(782):304-314)。總結現有研究，發現這些鎂合金薄板是通過貴金屬(Ag等)或高稀土(Gd、Ce、Sc等)元素的添加，改變變形過程中薄板的織構類型或促進非基面滑移系的開動，提高鎂合金塑性與成形性；

(2)制備工藝改性?，F有技術發明中，授權公告號為CN109622648B的實用新型專利公開了一種鎂合金非對稱連續大變形擠壓加工成型方法可以制備高塑性鎂合金板材。該專利通過非對稱的通道孔發生非對稱變形，制備出性能優化的抗拉強度達280～316MPa，延伸率達21～27％的鎂合金擠壓板材。國外也有相關報道稱經差速軋制后的AZ31板材的屈服強度151MPa，抗拉強度248MPa，延伸率達23.6％的板材(Scripta Materialia 2009 61(4):445-448)。

總結現有研究，發現這些鎂合金薄板是通過改變加工方式加大剪切變形來提高鎂合金的成形性，如等徑角擠壓、等徑角軋制、差速軋制等。然而，前者通過合金成分改性，稀貴金屬的大量采用無疑提高了生產成本，后者制備工藝改性則由于設備限制，并不適用于大型板材生產，且成本較高，制備的板材不夠薄，使用受限，無法真正規?；瘧?。因此需要立足于現有常規工業制備手段，如鑄造+軋制或者鑄造+擠壓+軋制等，設計制造一種適用于工業化生產的低成本高延伸率鎂合金薄板材。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對現有鎂合金薄板延伸率的不足，提供一種高延伸率微合金化改性AZ31鎂合金薄板材料及其制備方法。

一種適用于工業化生產的高延伸率微合金化改性AZ31鎂合金薄板材料及其制備方法，該板材在軋制到1mm的厚度時能夠保持屈服強度較高(＞180MPa)，高抗拉強度(＞270MPa)，高延伸率(＞20％)，同時制備流程簡單方便。

根據本發明制備的高延伸率鎂合金薄板，其特征在于，所述鎂合金薄板包括Ca元素和M元素(即合金成分為AZ31-Ca-M)，各元素的質量百分數為：Al：2.5～3.5wt.％；Zn：0.5～1.5wt.％；Mn：0.2～0.5wt.％；

Ca：0.1～0.5wt.％；