[发明专利]一种高强耐蚀镁合金板材的制备方法

说明书

本发明属于金属材料技术领域，涉及一种高强耐蚀镁合金板材的制备方法，对轧制后的镁合金板材施加两次应力，一次为平行于轧制方向的拉应力，一次为垂直于轧面的压应力，在第一次拉应力的作用下，限制合金微塑性变形主要为位错滑移运动，第二次压应力是为了增大析出相的形核密度，但同时也要严格控制析出相尺寸，使得形成“小阴极‑大阳极”的组织结构，遏制了微电偶腐蚀，减少镁合金在腐蚀性气体或者介质中的腐蚀，提高了镁合金的耐蚀性，解决镁合金传统时效加强过程中第二相增多粗化，形成明显的“大阴极‑小阳极”结构，增强微电偶腐蚀，影响合金耐腐蚀性的问题。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，涉及一种高强耐蚀镁合金板材的制备方法，尤其涉及一种采用多向弹性应力准静态加载热处理进行高强耐蚀镁合金析出相尺寸调控的方法。

背景技术

镁合金是21世纪具有广泛应用前景的新型金属材料。然而，镁合金的绝对强度较低，成为限制镁合金工业应用的瓶颈之一；且从热力学上看，镁及其合金较为活泼，电极电位很低(-2.38V_NHE)，在实际使用中易产生电偶腐蚀并作为阳极被优先腐蚀；同时，镁合金的P-B比(Pilling-Bedworth ratio)小于1，意味着合金表面的MgO或Mg(OH)₂氧化膜较为稀疏，不能很好地阻止进一步的氧化。镁合金的这些特征，使得镁合金在潮湿环境中的服役性能较差。

晶粒细化不仅因晶界阻碍了位错运动，同时也作为壁垒阻碍了腐蚀路径的拓展。但较好的晶粒细化效果一般需要添加含稀土元素细化剂，成本较高；时效强化是一种经济实惠、方便可行的强化方法，但时效过程中第二相的增多粗化，形成了明显的“大阴极-小阳极”结构，一般会增强微电偶腐蚀进而恶化合金的耐蚀性能。此外，还可以通过合金成分设计，来达到同时增强镁合金强度和耐蚀性，但是最终的合金成分需要不断试错才能确定，增加了成本，降低了生产效率。

综上可知，如何简便有效提高镁合金强度的同时改善合金耐蚀性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镁合金时效加强过程中第二相增多粗化，形成明显的“大阴极-小阳极”结构，会增强微电偶腐蚀影响合金耐腐蚀性的问题，提供一种高强耐蚀镁合金板材的制备方法，通过该调控方法获得的镁合金力学性能得到了显著提高，且因控制了析出相尺寸，合金的耐蚀性能也有较显著的改善。

为达到上述目的，本发明提供一种高强耐蚀镁合金板材的制备方法，包括以下步骤：

A、将镁合金铸锭固溶处理后挤压开坯为镁合金板材，板材厚度为5～10mm，挤压前镁合金板材在350～450℃保温30～60min，而后在该保温温度下进行热挤压，挤压速度为3～7cm/s，挤压比为20～25:1；

B、将挤压后的镁合金板材分道次轧制，每道次轧制前镁合金板材在保温炉中进行5～30min的退火，退火温度为350～500℃，以恢复镁合金板材的塑性变形能力，每道次轧制压下量控制在4％～10％，轧制后镁合金板材厚度为2～5mm；

C、在轧制后镁合金板材的平整区域，机加工出方形试样，然后进行去应力退火，退火温度为300～450℃，退火时间为1～12h，而后水冷至室温；

D、将蠕变试验机工作仓慢速率升温至150～250℃，再将退火后的方形试样安装在蠕变试验机上，试验机的夹持装置分别夹紧方形试样两边，使应力平行于轧制方向，保温5～20min后，开始施加单轴恒应力，恒应力大小为相应时效温度下屈服强度的50～90％，恒应力施加时间为2～20h；

E、将试样绕板材的横向(TD)方向旋转90°，使应力方向垂直于轧面，保温5-20min后，继续施加单轴恒应力，恒应力大小为相应时效温度下屈服强度的50～90％，恒应力施加时间为2～20h，完毕后取出试样水冷至室温。

进一步，步骤A中镁合金铸锭固溶处理温度为350～500℃，固溶时间为10～30h。