[发明专利]一种高性能变形稀土镁合金增韧的形变热处理方法

说明书

一种高性能变形稀土镁合金增韧的形变热处理方法，属于合金技术领域。包括以下步骤：1)均匀化热处理；2)形变前预退火热处理：将待挤压变形锭坯在挤压温度预时效处理0.1h～9h；3)反挤压变形处理：对预时效处理样品进行挤压变形处理，挤压温度400℃～450℃，挤压比为10：1～20：1,挤压速度为1mm/s；4)时效热处理：对挤压变形后的样品进行T6时效热处理。本发明可以达到保留高强度的同时，显著增强合金韧性的目的，改善变形镁合金高强低韧的问题。

技术领域

本发明涉及一种提高变形镁合金韧性的形变热处理方法，特别涉及一种利用变形前热退火工艺提高的高强变形稀土镁合金韧性的处理方法，属于合金技术领域。

背景技术

镁合金是重量最轻的结构用金属材料，密度为1.75～1.90g/cm³，仅为铝合金的2/3，钢铁的1/4。与其他金属结构材料相比，镁合金具有高比强度、比刚度，减震性、电磁屏蔽性和抗辐射能力强，易切削加工、易回收等一系列有点，在汽车、电子电器、通讯、航空航天和国防军事工业领域具有及其重要的应用价值和广阔的应用前景，是继钢铁和铝合金之后发展起来的第三类金属结构材料。

利用稀土改善变形镁合金耐热性能已得到广泛的应用，其中重稀土元素在镁中具有较大的固溶度，且固溶度随温度下降而急剧减少，从而可以通过时效处理的得到弥散的、细小的稀土化合物相；元素Zn是已经广泛应用镁合金中，特别是在稀土镁合金中，Zn的加入能够降低稀土在镁中的固溶度，提高时效硬化反应；而且能够形成长程有序排列的稀土相Mg₁₂REZn；而其本身也能在晶界处形成Mg₇Zn₃、MgZn等共晶相，起到弥散强化作用。

镁合金的传统的形变方法主要有挤压、轧制、锻造和冲击等。其目的在于通过剧烈形变而实现材料组织均匀细化。较铸造镁合金材料，变形镁合金具有更高的强度，更好的延展性，更多样化的力学性能。对于高性能稀土镁合金，虽然塑性变形能够提高合金力学性能，但是由于高性能稀土镁合金稀土含量较高(一般大于10wt％)，虽然可以显著提高合金强度，但也会导致合金韧性急剧下降，进而降低合金塑性成形能力，限制稀土镁合金在工业中的广泛应用。如何在保持变形稀土镁合金超高力学性能的情况下，进一步提高合金延伸率成为一个现实的难题。因此，开发一种简便，安全和处理周期段周期热变形加工方法，在保证合金强度的前提下，提高合金延伸率，对最终提高合金成型能力，降低镁合金部件制备成本，提高镁合金性能，促进镁合金更广泛的应用具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有高性能变形稀土镁合金韧性较差，而现有多次挤压，挤压轧制和等通道角挤压等提高韧性的工艺方法复杂、周期长、成本过高，以至难以实现大批量生产等问题，提供一种经济、成本低，周期短的增韧方法。本发明通过相关元素选择，对主要含有高固溶度元素(Gd，Y，Zn和Nd等)的变形稀土镁合金采用预热处理复合热挤压处理的工艺，在保证牺牲较小合金屈服强度和抗拉强度的前提下，显著提高合金延伸率，改善现有常规稀土镁合金合金高强低韧的现状。

本发明的技术方案是：

一种提高变形镁合金韧性的形变热处理方法，包括以下步骤：

1)提供了一种高稀土含量铸态镁合金，其特征在于，包括：0wt％～1.5wt％的钕，11wt％～12wt％的钆，4wt％～5wt％的钇，0wt％～2wt％的锌和0.3wt％～0.7wt％的锆，余量的镁及不可避免的杂质。

2)均匀化热处理：将镁合金放在氩气保护下进行均匀化处理，均匀化处理温度为480～530℃，时间为12～48h，然后置于100℃的沸水中淬火；

所述的高稀土含量镁合金为Mg-Gd-Y-Zr，Mg-Gd-Y-Zn-Zr,Mg-Gd-Y-Nd-Zn-Zr等；