[发明专利]一种热冷交替轧制制备镁合金板材的方法

说明书

一种热冷交替轧制制备镁合金板材的方法，属于合金技术领域。包括以下步骤：1)固溶处理；2)轧制变形处理：对固溶处理后的样品进行热冷交替轧制变形处理即初始轧制温度420℃，轧前保温30min，轧至40％后改为450℃下轧制，在轧下量达56％后开始热冷交替轧制。其中轧制速度皆为2mm/s，轧下量达40％后，每道次热轧前均在马弗炉中450℃保温25min,可以得到高于常规轧制工艺下的镁合金板材性能的合金。

技术领域：

本发明涉及一种高效制备高性能镁合金板材的方法，属于合金技术领域。

背景技术：

随着能源和环境问题的日益严峻，人们对于新材料的开发和应用需求更加迫切。而镁合金作为目前实际工程应用最轻的金属结构材料，具有比强度和比刚度高、铸造性能好、电磁屏蔽和阻尼性能佳，回收率高、被称为“21世纪的绿色工程材料”而逐渐成为了研究开发的热点之一。随着研究开发的进行，镁合金已在航空航天、汽车和“3C”电子产品等工业领域得到了一定程度的发展和应用。然而它在室温下塑性较差、强度不足，导致它的应用并不广泛。因此，为了提高稀土镁合金的室温力学性能并降低其生产成本，采用塑性变形技术开发低成本的高强稀土镁合金成为目前研究的热点。

镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金两大类。目前，铸造镁合金已获得一定规模的应用，如笔记本壳体、汽车发动机壳体、仪表盘、车轮等。与铸造镁合金相比，变形镁合金有着更优异的力学性能表现，在电子、通信、国防军工等领域有着十分广阔的应用前景。轧制薄板作为变形镁合金制品中的一种，有着更低成本、更高强度和延展性等力学性能优点。但是其力学性能差、温塑性变形能力差，制约了镁合金板材的应用发展。对于密排六方结构的镁合金而言，低温下滑移优先发生在临界剪切应力(CRSS)较小的(0001)11-20滑移系而非柱面和锥面滑移系，仅基面滑移系的开动无法满足塑性变形的需要且易形成强基面织构，各向异性显著，容易发生边裂现象。因此，为了弱化基面织构，提高板材的可成型性，镁合金的轧制通常在中高温下进行，热轧加工可以通过动态再结晶行为细化晶粒，消除组织中存在的孔隙等缺陷，并会发生一定程度的孪生来协调变形，这些在较大程度上提升了镁合金的塑性和强度。但过高的轧制温度会弱化镁合金的基面织构强度，也会使得变形中再结晶晶粒进一步长大，发生回复软化行为，从而达不到理想的性能要求。而冷轧加工又因镁合金室温下可开动的滑移系少，且塞积的位错多，使得材料在变形时产生强烈的加工硬化不容易发生变形，从而产生裂纹,无法满足工业化生产和使用。

因此，如何在当下的轧制工艺基础上开发出一种新型有效的方法，进而提高镁合金的强韧性，对于推广镁合金板材的应用有着重要实际意义。

发明内容：

针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种成本较低，高效的制备高性能镁合金板材的方法。通过热冷交替轧制，引入了大量位错、孪晶、亚晶界等缺陷提供了更多析出相的形核位置，促进了动态析出相的产生，提高了再结晶比例，也促进了后续时效析出相的产生。在细晶强化、织构强化、第二相强化、加工硬化的复合作用下，获得了高性能的镁合金板材。和现有技术相比，本发明所提出的方案是一种工艺简单，操作方便，轧制工艺流程较短的低能耗的制备镁合金板材的方法，能够满足工业化生产的需要，极具应用前景。

为实现本发明目的，现详细公开本发明技术方案：

一种高稀土含量高性能镁合金，其特征在于，成分如下：8wt％～12wt％Gd、4wt％～5wt％Y、0.5wt％～2wt％Zn、0.3wt％～0.7wt％Zr，0wt％-1wt％Ag余量为镁以及必然存在的杂质。

上述一种高稀土含量高性能镁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)热处理：将镁合金铸锭放在热处理炉中进行热处理，热处理温度为500℃，保温时间为24h，获得含有少量第二相的固溶体组织。