[发明专利]用于工程结构件的高强高韧Mg89

说明书

本发明属于有色金属热挤压成型加工技术领域；是一种用于工程结构件的高强高韧Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅变形镁合金制备方法，该方法是先将熔化后的Mg‑Y‑Zn镁合金中加入Li，依次进行精炼和浇注，得到Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅镁合金；将铸态Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅镁合金进行固溶处理；将固溶态Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅镁合金进行热挤压变形，挤压温度为350℃，挤压速度为6mm/min，挤压比为25/1；本发明通过大挤压比慢速挤压，制备出了一种新的高强韧Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅合金，其抗压强度，屈服强度和断裂压缩率分别达到了632 MPa，430 MPa和20.2%。

技术领域

本发明属于有色金属热挤压成型加工技术领域，具体涉及一种用于工程结构件的高强高韧Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅变形镁合金制备方法。

背景技术

随着汽车业、航天航空以及其他制造业对轻量化和高燃料利用率等要求的不断提高，人们对镁及镁合金的应用提出了更高的要求，如何提高镁合金的强度和韧性以满足结构材料的应用已成为镁合金研究领域的重点和难点。含长周期堆垛有序(Long-periodstacking ordered, LPSO)结构的Mg-Y-Zn系镁合金以其独特的组织和优异的力学性能获得了研究者们的广泛关注。在固溶强化、沉淀强化以及LPSO强化的共同作用下，Mg-Y-Zn系镁合金的屈服强度可达500 MPa以上，并在高温下表现出良好的热力学稳定性，已成为镁合金研究领域的前沿和热点课题。但是，Mg-Y-Zn系镁合金的伸长率普遍较低，一般在5%左右，这在很大程度上限制了其在航空航天、军工等关键构件上的进一步应用。因此，如何通过有效的强韧途径，在进一步提升强度的同时又能保证其塑性，是开发高强高韧Mg-Y-Zn系镁合金的一个急需解决的关键科学问题。

合金化和热挤压变形是提高镁合金强韧性最有效的两种方式。Mg-Y-Zn系镁合金的密度会随着稀土元素的增加而不断上升，因此在一定程度上失去了其极具价值的低密度特性。Li作为最轻的金属元素，加入到镁合金中不仅可以有效地降低合金的密度，同时还可以保证合金的可加工性和韧性。此外，Mg-Y-Zn挤压镁合金表现出了突出的力学性能，LPSO扭折和动态再结晶是Mg-Y-Zn镁合金中两种重要的强化机制。同时，在LPSO扭折和动态再结晶析出过程中还会伴有位错和层错的扩展以及相关动态析出相的产生，进而可进一步提高合金的力学性能。所以，LPSO扭折和动态再结晶现象将决定Mg-Y-Zn变形镁合金最终的力学性能。由于镁合金的层错能较低，非基面滑移难以启动，从而使得动态再结晶现象更容易发生。动态再结晶是提高镁合金塑性和细化晶粒的一个很重要的影响因素。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种用于工程结构件的高强高韧Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅变形镁合金制备方法，本发明采用Li合金化变质处理，固溶处理技术以及热挤压变形工艺，提高Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅合金的强度和韧性，从而进一步扩大变形镁合金的应用范围。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种用于工程结构件的高强高韧Mg₈₉Y₄Zn₂Li₅变形镁合金制备方法，包括以下步骤：