[发明专利]一种具有超塑性性能的镁合金及其制备方法

权利要求书

1.一种具有超塑性性能的镁合金，其特征在于，合金中各组分及其质量百分比为：

Bi：8.2-8.6%，Gd：1.2-1.8%，Zr：0.4-0.6%；杂质元素包括Fe0.005%，Cu0.015%，Ni0.002%，Fe、Cu以及Ni的总量小于0.02%；其余为Mg；

在室温下塑性优异，伸长率可以达到37％以上，展现出优异的室温塑性；在150℃，应变速度为5.0×10^-3s^-1条件下，伸长率可以达到400%以上，表现出超塑性。

2.一种根据权利要求1所述的具有超塑性性能的镁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，配料；根据镁合金中各组分以及质量百分比称取原料，其中所述Mg、Bi元素采用工业纯镁锭、工业纯铋块的形式添加，所述Gd、Zr元素分别采用Mg-Gd中间合金和Mg-Zr中间合金的形式添加；

步骤二，熔炼与铸造；将步骤一中的工业纯镁锭在720-730℃下熔化、搅拌、扒渣后加入Mg-Gd中间合金和Mg-Zr中间合金，然后加入工业纯铋块；待上述原料全部熔化后搅拌10-15min，并升温至720-740℃，通入氩气3-5min进行精炼除气处理；最后将合金熔体经除渣后静置10-15min，以便于杂质沉降，待熔体温度降为680-690℃再次扒渣，并进行半连续铸造，获得直径为Φ100-350mm的半连续铸造的铸锭；

步骤三，固溶及均匀化处理；将步骤二中制备的半连续铸锭在400℃保温8h，再升温至450℃保温4h，然后升温至480℃-500℃保温12h，进行组织均匀化处理，最后将铸锭放入65℃温水中冷却至室温，获得合金坯料；

步骤四，塑性加工；将步骤三中得到的铸锭加工去除均匀化后铸锭表面的氧化层和表皮，然后在480-500℃下进行三向锻造，以细化晶粒，进一步均匀组织，消除铸造缺陷，三向锻造的终锻温度不超过460℃；锻造后再进行热挤压成型和/或轧制得到镁合金板材材料；

步骤五：时效处理；将步骤四中经过塑性加工后的镁合金材料在175-220℃下保温12-72h，然后在65℃温水中水淬，以促使在基体中少量第二相和LPSO结构的进一步析出，得到性能优异的镁合金材料。

3.根据权利要求2所述的具有超塑性性能的镁合金的制备方法，其特征在于，所述Mg-Gd中间合金采用Mg-30%Gd中间合金，所述Mg-Zr中间合金采用Mg-30%Zr中间合金。

4.根据权利要求2所述的具有超塑性性能的镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤四中锻造后再进行热挤压成型时，待冷却至室温后进行车皮，去除表面氧化层和污物，然后将再次车皮后的锻造材料放入挤压筒中在270-350℃下进行挤压变形加工，挤压变形速度为0.1-5m/min，挤压比为12.5-40，最后得到具有超塑性性能的镁合金材料。

5.根据权利要求2所述的具有超塑性性能的镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤四中锻造后再进行轧制时，轧制温度为440-480℃，得到具有超塑性性能的镁合金材料。