[发明专利]具有超细晶粒的Mg97Y2Zn1合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种金属材料技术领域的制备方法，具体是一种具有超细晶粒的Mg₉₇Y₂Zn₁合金的制备方法。

背景技术

镁合金是新兴的、发展速度很快、极具潜力的一类金属结构材料，在汽车、航空航空工业上的有着广阔的应用前景。而这些行业中镁合金结构件种类繁多、数量庞大，并且要求材料具有良好的力学性能。

Mg₉₇Y₂Zn₁合金以其高强度、良好的延伸率、高应变超塑性、良好的热稳定性、以及较好的高温强度等满足汽车、航空航天工业的需求。目前生产该合金主要是采用“快速凝固+粉末冶金”方法，不过，由于此方法的加工设备比较复杂，加工过程比较危险以及其他技术的难度性，无法实现Mg₉₇Y₂Zn₁合金的批量生产，限制该合金的工业化生产和广泛应用。

与快速凝固粉末冶金法相比，等通道角挤压法具有以下优点：加工得到的材料无孔洞、致密性好，加工设备简单、安全、成本低，以及不改变式样尺寸而实现较大幅度塑性变形得到超细晶粒，提高材料力学性能等。

经对现有技术的文献检索发现，Kawamura Y.等在《Materials Transactions》(材料学报-第42期第1172-1176页)上发表的“Rapidly solidified powdermetallurgy Mg₉₇Zn₁Y₂ alloys with excellent tensile yield strength above 600MPa”(快速固化粉末方法冶炼具有600MPa以上超强延展性的Mg₉₇Zn₁Y₂合金)，该文中采用快速冷却和粉末冶金(RS P/M)条件下制取的Mg₉₇Y₂Zn₁合金具有很高的强度并具有一定延伸率，分别是610MPa和5％。其不足在于：虽然其强度很高，但是限于快速冷却和粉末冶金法的局限性，对外界条件要求苛刻，并且对设备要求很高，无法应用到工业中进行连续性生产。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种具有超细晶粒的Mg₉₇Y₂Zn₁合金的制备方法，制备获得的Mg₉₇Y₂Zn₁合金材料性能指标为延伸率3.09％，屈服强度377.96MPa，抗拉强度428.56MPa，极大地扩展了Mg₉₇Y₂Zn₁合金的应用范围。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

第一步、采用热挤压机通过挤压杆将常规挤压态的Mg₉₇Y₂Zn₁合金通过挤压通道挤入模座进行预挤压，将滑块置于模座底部进行取样，得到镁合金棒材。

所述的热挤压机，其挤压通道与水平线之间的角度为90°。

所述的热挤压机，其滑块的运动路线与水平线之间的角度为0°。

所述的预挤压的挤压速度为22.6-25.2mm/min。

所述的镁合金棒材的直径为40mm。

第二步、设定轧辊温度设定为室温，将Mg₉₇Y₂Zn₁合金棒材加热后进行1-6道次的变形轧制，制成镁合金板材。

所述的轧辊的上、下辊速比设定为1.0-1.4。

所述的加热，具体是指加热至340-350℃。

所述的变形轧制是指：将镁合金棒材在每道次挤压后沿经挤压后的条状镁合金棒材的中轴逆时针旋转90°作为下一道次的挤压方向，从而形成不同特征的组织结构。