[发明专利]一种预变形镁合金及其加工方法

说明书

本发明公开了一种预变形镁合金，镁合金的质量百分比成分为，Al：8.5％～9.5％、Zn：0.45％～0.90％、Mn：0.15％～0.4％、Y：0.3％～0.8％，其余为镁和不可去除杂质元素；该镁合金依次经过固溶处理工艺、择优取向加工工艺和孪晶预变形工艺处理后获得，所述镁合金的显微组织中超过40％的晶粒中存在孪晶。本发明还涉及上述与预变形镁合金的加工方法。本发明通过对镁合金组织的调控，使得镁合金在高温蠕变过程中发生蠕变动态析出，蠕变动态析出相使材料的热稳定性提高，扩大蠕变加载范围，提升材料的蠕变抗力；且该镁合金加工工艺简单、设备要求低、操作简便、成本较低、生产效率高；该镁合金的应用推广有着重要的意义。

技术领域

本发明涉及一种预变形镁合金及其加工方法，属于镁合金加工技术领域，尤其涉及提高镁合金的高温蠕变性能。

背景技术

镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小(1.8g/cm³左右)，强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。AZ91镁合金是商业应用最广泛的镁合金之一，其主要的使用状态为铸态和时效态。铸态组织由α-Mg和Mg₁₇Al₁₂组成，其中Mg₁₇Al₁₂绝大部分呈粗大的网状分布在晶界，只有少量的颗粒状Mg₁₇Al₁₂分布在晶内。变形过程中，晶界处粗大的Mg₁₇Al₁₂容易形成裂纹源，产生裂纹，对合金的性能造成不利的影响。该合金中的时效强化析出相为Mg₁₇Al₁₂相，时效过程中主要为粗大层片状不连续析出相，层片状不连续析出相容易成为裂纹源，对合金的高温蠕变性能影响非常大，限制了该合金的应用场景。因此，如何提升其高温蠕变性能是扩大其引用范围需要解决的技术问题。

发明内容

为了提升AZ91镁合金的高温蠕变性能，本发明提供一种预变形镁合金及其加工方法，具体技术方案如下。

一种预变形镁合金，其特征在于：镁合金的质量百分比成分为，Al：8.5％～9.5％、Zn：0.45％～0.90％、Mn：0.15％～0.4％、Y：0.3％～0.8％，其余为镁和不可去除杂质元素；

该镁合金依次经过固溶处理工艺、择优取向加工工艺和孪晶预变形工艺处理后获得，所述镁合金的显微组织中孪晶占比超过16％。

采用上述的技术方案，通过固溶处理工艺将Mg₁₇Al₁₂相尽可能的溶入到镁合金的基体中，然后通过择优取向加工工艺使得镁合金的组织呈现出择优取向(即出现明显的织构)，然后利用择优取向组织，对镁合金进行小变形量的孪晶预变形工艺处理就可以在镁合金中得到大量的孪晶；具有大量孪晶的未析出Mg₁₇Al₁₂相的AZ系镁合金在高温蠕变过程中会发生动态析出，动态析出集中在孪晶周围，而且该动态析出相呈弥散的球形，从而明显提升了该镁合金高温蠕变性能，高温抗蠕变性能是指在150-250℃温度范围内的抗蠕变性能。

进一步地，所述固溶处理工艺的温度为370-420℃，保温时间为4-12h。

进一步地，所述择优取向加工工艺采用挤压、轧制或锻造工艺。择优取向加工工艺的目的是获得择优取向组织。

进一步地，所述孪晶预变形工艺采用压缩工艺或锤击工艺。