[发明专利]由镁基合金制成的板材和用于制造这种板材的方法和由该板材制成的板材件

说明书

本发明涉及一种由镁合金制成的板材(1)，其以重量百分比计具有0.35％至0.95％的铝0.1％至0.6％的钙0.1％至0.6％的锰其余组分是镁和制备带来的杂质。此外，本发明还涉及对上述合金的铸轧以及变形和为使板材件强度提升所进行的时效处理。

技术领域

本发明涉及一种由镁基合金制成的板材。此外，本发明还涉及一种用于由镁基合金制造半成品的方法和根据该方法制成的板材件。

背景技术

由镁基合金制成的铸造件在几十年前就已经成功地大量应用在多种不同的工业部门，相较而言，可锻镁合金的应用迄今还尚且局限于少数领域和利基应用中。这特别地归咎于用于制造和处理由镁基合金制成的半成品的更高的工艺费用，这主要是由于六方晶格的较差的可变形性造成的。制成的板材通常具有在晶粒取向上表现明显的织构，所述晶粒取向通过在板材平面中的基面的优选取向导致。在板材平面中的基面的优选取向明显限制了在室温下的变形特性。这例如带来热轧和热变形板材的必要性，这导致经济上不利的工艺。

铸轧工艺带来了在用于制造镁板材的经济低廉的方法方面的改进，在所述铸轧工艺中，熔体直接导入两个轧辊之间，并且由此节约了大量直至达到最终厚度的辊轧步骤，正如传统板坯轧制工艺中所需的那样。这种方法由文献DE 100 52 423 C1已知，其中，镁合金的熔体持续地铸造成具有最多50mm的厚度的前带，并且在所述方法中将铸造的前带热轧成具有最多4mm的最终厚度的热带。在所述方法中，将钙和锆加入镁合金中，这带来更高的成本。

由文献WO 2013/156523 A1已知另一种合金，其描述了一种具有钙成分的镁合金，所述镁合金连同相匹配的轧制工艺具有极其良好的变形性能。然而上述合金和制造工艺的共同之处在于，良好的变形特性是用较低的屈服极限和抗拉强度换来的。

适合于该方法的合金研发是必要的并且遵循以下考虑：

已知的由镁基合金制成的可锻合金与基于铝制成的合金相比具有较低的强度性能。因此存在对高强度镁合金的显著需求，所述高强度镁合金能够在组成上成本中性地实施，并且通过改进的性能得到在制造和加工工艺中的明显的费用优势。

为了能够达到上述目的，在合金设计中应注意一系列关键问题。

其一，应追求高于200MPa的屈服极限值，在极限情况下甚至高于300MPa的屈服极限值。而且具有高稀土金属含量的合金、例如传统制成的具有长程有序结构的高强度变型则不再被考虑。

在更高温度下的变形通常伴随着明显的晶粒生长，这导致强度和延展性的降低以及机械各向异性的增长，并且应极力避免。通过有针对性地沉积精细分散的金属间相可以实现晶粒生长抑制，然而所述金属间相则又能导致再结晶抑制，提高变形力并且明显降低可实现的变形速度。出于该视角，在合金设计时游走于狭窄的夹缝中，因为所追求的高室温强度在多数情况下也意味着在更高温度下的高强度，这对于变形时的工艺速度产生不利影响。具有热固化潜力的相关合金成为一个例外，也就是说，这种合金只有在热变形之后通过沉淀硬化才能获得最终强度，并且由此能够在相对较“软”的状态下成本低廉地制成半成品(例如板材或板材件)并且随后进一步处理。

这种工艺在制造用于汽车工艺的、由铝板材合金制成的部件中是充分已知的，所述部件在“软”的固溶退火状态下变形，并且被接合到车身结构中，并随后通过构件中的涂漆干燥硬化至最终强度。这种强度提升常常接近100MPa，其中，工艺极限明显受到生产工艺的限制，温度低于200℃且停留时间少于一小时。

发明内容

在此应用本发明。本发明所要解决的技术问题在于，提供一种由有成本效益的镁基合金制成的板材，利用所述镁基合金能够随后制成板材件。

此外，本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种铸轧方法，利用所述铸轧方法能够制造相应的板材和板材件。

根据本发明，所述技术问题通过一种由镁基合金制成的板材解决，其包含以重量百分比计的组分：