[发明专利]高强耐热镁合金薄板及其制备方法

说明书

本发明提供了高强耐热镁合金薄板的制备方法，包括以下步骤：S1)热轧，将坯料热轧处理，得到厚度为b1的板材；S2)将步骤S1)得到的板材进行固溶处理；S3)将固溶处理后的板材进行冷轧处理，形成目标厚度b0的板材；S4)将冷轧后的板材进行时效处理；所述坯料为Mg‑Gd‑Y系合金；所述b1＝b0/[1‑(2％～8％)]。本发明先进行热轧，进行大变形量加工，提高板材生产效率。固溶处理使合金元素充分固溶在基体中，提高材料塑性，改善后续冷轧性能和材料最终力学性能。冷轧可以改善固溶后板材的翘曲，且冷变形可细化晶粒提高板材的力学性能。时效处理可对冷轧板材进行退火，改善板材微观组织，消除变形应力，提高综合性能。

技术领域

本发明涉及镁合金材料技术领域，尤其涉及一种高强耐热镁合金薄板及其制备方法。

背景技术

镁合金具有低密度、高比强度/比刚度、良好的机械加工性能等优点，在航空航天、国防军工、空天宇宙等领域得到广泛的应用。但常规镁合金高温强度低，限制其在一些高强、耐热的环境下应用。研究发现在镁合金中加入适当的Gd、Y、Sm等稀土元素，能显著提高合金的高温强度，满足产品高强、耐热的使用要求。但稀土元素由于其表面张力大，尤其是Gd、Y等重稀土元素，在铸造过程中会形成较大的内应力，容易导致铸件开裂，薄壁铸件表现更明显，从而限制了大型薄壁铸件的生产。而随着减重的迫切需求，越来越多的航空航天、军工产品希望能用到高强耐热镁合金薄板。

轧制是板材生产的主要方式，尤其是一些宽幅薄板只能通过轧制生产。而镁合金由于其低温塑性差的特点，一般都需要在较高温下轧制，而轧制温度高会影响最终板材的力学性能；且针对不同的合金体系，轧制工艺区别较大，轧制工艺的细微差别对于产品的性能影响巨大。

轧制薄板平整度较差，尤其是厚度≤1mm以下、长宽≥200*300mm薄板，不经校平处理基本无法使用。镁合金的刚度比较大，在常温下很难校平，传统的校平工艺都需要将板材加热到较高温度，在热轧和热校平过程中由于高温退火，导致板材性能下降。Mg-Gd-Y系合金属于可热处理强化镁合金，可通过后续进行固溶+时效处理来提高材料性能，传统的工艺都是将板材轧制到目标厚度后再进行固溶+时效处理，但固溶处理过程中会导致薄板严重变形而无法使用。因此，针对高强耐热Mg-Gd-Y系合金，开发出与之匹配的薄板轧制工艺及热处理工艺，制备出高强耐热、平整度良好的宽幅镁合金薄板，对推广高强耐热镁合金的应用具有重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种高强耐热镁合金薄板的制备方法，制备得到了高强耐热、平整度良好的宽幅镁合金薄板。

本发明提供了一种高强耐热镁合金薄板的制备方法，包括以下步骤：

S1)将坯料热轧处理，得到厚度为b1的板材；

S2)将步骤S1)得到的厚度为b1的板材进行固溶处理；

S3)将固溶处理后的板材进行冷轧处理，形成目标厚度b0的板材；

S4)将冷轧后的目标厚度b0的板材进行时效处理；

所述坯料为Mg-Gd-Y系合金；

所述b1＝b0/[1-(2％～8％)]。

本发明优选的，所述热轧的过程为多向轧制，轧制方向与垂直方向轮流转换，所述坯料每火的变形量为10％～40％，每火间隔保温在480～520℃保温10～30min，轧制速度为8～15m/min，每火经过2～4次轧制。

本发明优选的，当坯料厚度为1mm以上时，所述坯料累积总变形量达到50％～70％时，将所述坯料进行一次中间退火，所述退火的温度为480～530℃所述退火的时间为1～2h。