[发明专利]一种镁合金中析出相取向的调控方法

说明书

本发明属于金属加工强化领域，涉及一种镁合金中析出相取向的调控方法，主要工艺步骤为：1、镁合金铸锭的固溶处理；2、镁合金热挤压成棒；3、制备应力时效拉伸棒材并进行去应力退火；4、应力时效处理，本发明方法在时效过程中施加沿晶体c轴的拉应力或垂直于晶体c轴的压应力，其大小为相应时效温度下屈服强度的60～80％，使溶质原子在析出时形成柱面析出相，更加有效地钉扎基面位错运动，从而提高镁合金力学性能，本发明方法操作步骤简单，效果显著，更适合大规模的工业化生产。

技术领域

本发明属于金属强化技术领域，涉及一种镁合金中析出相取向的调控方法。

背景技术

镁合金具有比强度高、刚性优良、密度小的特点，被誉为21世纪绿色可回收且不污染环境的清洁材料。近年来，航天航空、3C电子产品及军工领域对镁合金的需求日益增长，持续提高镁合金的力学性能迫在眉睫。析出强化是常用的镁合金强化方式，其基本过程是使镁合金处于溶质原子过饱和状态，而后在一定温度下进行时效处理，此过程中溶质原子析出形成析出相以阻碍位错移动，从而达到提高镁合金强度的作用。通常，在不同的镁合金体系中，不同析出相的惯习面存在差异，如Mg-Sn系合金中Mg₂Sn相大多为基面盘状相，Mg-Zn系合金中MgZn相通常为柱面杆状相。众多研究表明，析出相与镁基体的取向关系对镁合金时效强化效果及其各向异性影响重大。当析出相为柱面杆状相时，其对基面的位错滑移阻碍效果最为显著，而析出相的惯习面为基面时，其对基面的位错滑移阻碍效果微弱。故镁合金析出相取向的调控对于制备高强度镁合金甚为关键。

公开号为CN106637010A的发明专利公开了一种改变镁合金中析出相取向的方法，包括步骤：1)对待析出强化的镁合金进行固溶处理；2)对固溶处理后的镁合金进行时效处理；3)对时效处理后的镁合金进行{10-12}孪生变形。该专利改变镁合金中析出相取向的方法是通过在时效析出完成之后，对镁合金进行{10-12}孪生变形，使晶体产生约86.3°的旋转，因此可以极大地改变基体与析出相的取向关系，使基面析出相变为柱面析出相，但也具有以下几点不足：其一，镁合金中原本的柱面析出相在晶体转动过程中也随之成为了基面析出相，相应地减弱了时效硬化效果；其二，不同镁合金体系引入{10-12}拉伸孪晶所需要的变形量难以控制，偏小则无法引入足量的拉伸孪晶，偏大则会诱发二次孪晶的出现，使得晶体取向又偏转回初始位置；其三，此方法是通过时效处理和预变形方法结合，操作相对复杂，效率低下，不便于大规模生产。

授权公告号为CN102560301B的发明专利公开了一种镁稀土合金低温应变诱导热处理方法，原材料为所有镁稀土合金，其主要方法是将上述合金锭埋入干燥的细砂中，在氩气保护下，在0.7～0.85Tm(Tm：合金熔点)高温固溶处理，固溶时间10～24小时，然后人工时效，时效温度为0.1～0.25Tm，时效时间为4～12小时。时效过程中加载100～200MPa均向压力，变形量为0.01-30％，在均向外应力作用下，抑制析出相生长取向，生成纳米级球形强化相。该专利中，为了形成球形析出相，所需外加应力较大，对生产设备要求高；此外，该方法形成的纳米级析出相与基体的取向关系难以改变，即析出相大概率仍是基面相，并没有最大化对位错滑移进行阻碍。

综上可知，如何更加方便快捷地调控镁合金中析出相与基体的取向关系，进而提高镁合金的力学性能是镁合金领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决现有技术中镁合金析出相取向不易控制，对基面位错运动阻碍较小，时效硬化效果不佳的问题，提供一种镁合金中析出相取向的调控方法，通过该调控方法获得的镁合金力学性能得到显著提高。

为达到上述目的，本发明提供一种镁合金中析出相取向的调控方法，包括以下步骤：

A、将镁合金铸锭固溶处理，其中固溶处理温度为350～500℃，固溶时间为10～30h；