[发明专利]一种提高稀土镁合金强度的方法

说明书

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种提高稀土镁合金强度的方法。本发明通过轧制处理可以细化晶粒，获得细小均匀的镁合金组织，通过高压扭转处理更进一步细化晶粒，有利于改善材料的机械性能，通过对轧制后的合金进一步塑性变形，不仅会细化轧制后造成的晶体缺陷，同时会产生较大的晶格畸变并增加缺陷，晶体缺陷有利于在晶界处形成致密的纳米级析出物，而析出强化对镁合金的硬度值提升具有重要的贡献。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种提高稀土镁合金强度的方法。

背景技术

镁合金由于具有重量轻、弹性模量低、比强度和比刚度高等优良性能在交通、通讯以及航空航天领域具有广阔的应用前景，被誉为“21世纪绿色工程结构材料”。然而由于硬度低以及热稳定性差限制了其应用。稀土镁合金由于稀土沉淀物的形成具有优异的时效硬化响应而被广泛研究，价格低廉的Sm、Ca与Mg形成低成本镁合金具有一定的发展潜力。

然而，传统的铸造镁合金已经渐渐无法跟上时代的需求，而变形镁合金会得到更优异的力学性能，更有力地扩充镁合金的应用领域，但是现有变形镁合金的强度有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高稀土镁合金强度的方法，所述方法可以提高稀土镁合金的强度，且方法简单、可控、变形量大且效率高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种提高稀土镁合金强度的方法，包括以下步骤：

将稀土镁合金依次进行固溶处理、轧制处理、高压扭转处理和时效处理，得到高强度稀土镁合金。

优选的，所述稀土镁合金包括Mg、Sm、Ca以及不可避免的杂质；

所述Mg、Sm和Ca的质量比为(90～96)：(4～8)：(0.5～2)。

优选的，所述固溶处理的温度为500～550℃，保温时间为4～8h。

优选的，进行所述轧制处理前将固溶处理后的稀土镁合金进行保温；

所述保温的温度为335～365℃，所述保温的时间为20～40min。

优选的，所述轧制处理的方式为多道次轧制，每道次轧制完成后独立地进行保温3～5min；

所述轧制的总变形量为9～11％，每道次轧制的轧制速率独立地为0.3～0.5m/s。

优选的，所述高压扭转处理的压力为4～5GPa，扭转圈数为3～5r，扭转速度为1r/min。

优选的，所述时效处理的温度为90～150℃，所述时效处理的时间为1～17h。

本发明提供了一种提高稀土镁合金强度的方法，包括以下步骤：将稀土镁合金依次进行固溶处理、轧制处理、高压扭转处理和时效处理，得到高强度稀土镁合金。本发明通过轧制处理可以细化晶粒，获得细小均匀的镁合金组织，通过高压扭转处理能够进一步细化晶粒，有利于改善材料的机械性能，通过对轧制后的合金进一步塑性变形(轧制处理和高压扭转处理)，不仅会细化轧制后造成的晶体缺陷，同时会产生较大的晶格畸变并增加缺陷，比如位错、亚晶界以及晶界等，而晶体缺陷有利于在晶界处形成致密的纳米级析出物，且析出强化对镁合金的硬度值提升具有重要贡献。此外，塑性变形后会在镁合金中引入大量位错，位错密度增加，产生加工硬化，同时，位错与位错间的相互作用也会进一步提升镁合金的硬度。

本发明中，晶界处的纳米级析出物对晶界迁移率以及晶粒长大具有阻碍作用，有利于保证镁合金的热稳定性。

本发明的工艺操作简单、可控且成本低，制得的镁合金变形量大，晶粒细化效果显著，镁合金的硬度显著提高；轧制与高压扭转变形加工流程短，效率高，制备成功率高，产生的晶体缺陷较多，强化效果明显，制得的稀土镁合金强度高且质量好。