[发明专利]一种强塑性协同的层状异构镁合金板及制备方法

说明书

本发明公开了一种强塑性协同的层状异构镁合金板及制备方法，其包括如下步骤：步骤一，分别对第一镁合金铸锭和第二镁合金铸锭进行固溶处理，得到固溶态的第一镁合金和第二镁合金，第一镁合金为低合金化镁合金，所述第二镁合金为高合金化镁合金；步骤二，分别对固溶态的第一镁合金和第二镁合金进行单道次挤压，得到挤压态的第一镁合金和第二镁合金；步骤三，将挤压态的第一镁合金和第二镁合金交替堆叠形成多层结构的层合板；步骤四，对层合板进行单道次挤压，得到第一镁合金/第二镁合金复合挤压板；步骤五，将多块第一镁合金/第二镁合金复合挤压板堆叠后进行单道次挤压，得到强塑性协同的层状异构镁合金板。能够同时兼顾镁合金材料的强度和塑性。

技术领域

本发明涉及镁合金材料加工领域，具体涉及强塑性协同的层状异构镁合金板及制备方法。

背景技术

镁合金密度低，比强度高，减震性和电磁屏蔽性能优良，作为轻量化材料和功能材料应用前景巨大。镁稀土合金因其高强度、耐腐蚀、抗蠕变性能而日益受到人们的重视。由于析出强化和晶粒细化的作用，目前镁稀土合金的强度可超过500 MPa，但其塑性急剧下降。通过常规工艺实现稀土镁合金的强塑性结合比较困难。最近，异构材料的出现为实现镁合金优异的强塑性匹配提供了一种新的思路。

异构材料被定义为材料的不同区域间强度存在显著差异，这体现在微观组织、晶体结构和成分的异质性上。近年来，异构材料也逐渐发展为各种类型，如梯度、层状、双相、核壳、双峰和片层异构材料。这些异构材料表现出优异的强度和塑性结合，主要得益于异质变形诱导(HDI)强化和硬化的作用。传统异构材料的制备方法主要集中于剧烈塑性变形和后续退火处理。但此方法繁琐的热处理工艺无疑增加了加工成本，且较难调控异构组织中粗细晶粒比例和力学性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种强塑性协同的层状异构镁合金板及制备方法，能够同时兼顾镁合金材料的强度和塑性。

本发明所述的强塑性协同的层状异构镁合金板的制备方法，其包括如下步骤：

步骤一，固溶处理，分别对第一镁合金铸锭和第二镁合金铸锭进行固溶处理，得到固溶态第一镁合金和固溶态第二镁合金，所述第一镁合金为低合金化镁合金，所述第二镁合金为高合金化镁合金；

步骤二，第一次挤压，分别对固溶态第一镁合金和固溶态第二镁合金进行单道次挤压，压下量为80~90%，得到挤压态第一镁合金和挤压态第二镁合金；

步骤三，堆叠，将挤压态第一镁合金和挤压态第二镁合金交替堆叠形成多层结构的层合板；

步骤四，第二次挤压，对层合板进行单道次挤压，得到第一镁合金/第二镁合金复合挤压板；

步骤五，第三次挤压，将多块第一镁合金/第二镁合金复合挤压板堆叠后进行单道次挤压，得到强塑性协同的层状异构镁合金板。

进一步，所述步骤一中的固溶处理温度为480~530℃，固溶处理时间为16~24h。

进一步，所述第一次挤压、第二次挤压、第三次挤压的挤压温度为330~430℃，挤压速度为5~6mm/s。

进一步，所述步骤三中堆叠时，挤压态第一镁合金和挤压态第二镁合金的厚度相同。

进一步，所述步骤五中的第一镁合金/第二镁合金复合挤压板与挤压态第一镁合金或挤压态第二镁合金的厚度比为1：2。

进一步，第一镁合金和第二镁合金的合金化元素相同且所述合金化元素为Gd、Y和Zn中的一种。

进一步，第一镁合金为Mg-1Gd，第二镁合金为Mg-13Gd。

一种强塑性协同的层状异构镁合金板，采用上述的强塑性协同的层状异构镁合金板的制备方法制得。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果。