[发明专利]一种弱化或消除形变镁合金织构的方法

说明书

技术领域

本发明属于镁合金加工技术领域，涉及一种弱化或消除形变镁合金织构的方法，通过在 镁合金中添加稀土元素和利用动态再结晶协调弱化或消除形变镁合金织构。

背景技术

镁合金作为密度最低的金属结构材料，具有高比强、高比模和电磁屏蔽等优点，在汽车 、电子、航空航天、国防等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。但是，镁合金铸锭 在经过轧制、挤压和锻造成板材或棒料后会形成强烈的各向异性(织构)。众所周知，密排 六方结构的镁合金，与铝、铁等立方结构金属相比，其晶体结构对称性较差，由此导致晶体 在不同方向的力学特性不同。因此，镁合金在塑性变形过程中极易发生晶体取向变化，变形 后，密排六方结构底面转为与压缩方向垂直，形成明显的择优取向，即变形织构(见附图1) 。对于立方结构金属的各向异性，目前大多采用控制变形温度、速度和热处理来减轻和避免 。但对密排六方结构镁合金而言，这种变形织构很难通过变形工艺和退火工艺来减轻和消除 。镁合金的各向异性容易导致各种变形缺陷，制约了其作为结构材料的应用前景。为了大规 模应用镁合金材料和消除其各向异性的缺点，有必要提供一种弱化变镁合金织构的方法。

发明目的

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺设计合理、操作简单、通过添加 稀土元素和动态再结晶协调弱化或消除形变镁合金织构的方法。

本发明一种弱化或消除形变镁合金织构的方法是采用以下技术方案实现的：

第一步：铸造

将纯镁或镁合金加热至680～780℃，熔化，加入占纯镁或镁合金重量0.9～14％的Y， Er，Gd，Nd，Sc，Zr中的至少一种稀土元素，搅拌后浇注，获得铸锭；

第二步：均匀化处理

将第一步所得铸锭加热到500～530℃，保温10～18h进行均匀化处理后，自然冷却至室 温；

第三步：塑性变形：

将第二步所得铸锭加热到450～500℃，保温5～20分钟后进行塑性变形及动态再结晶， 控制变形温度在350～500℃，变形速率为10^-4s^-1～10¹s^-1，变形量为30％～80％，即得本发 明之织构弱取向或无取向稀土镁合金。

本发明中，所述均匀化处理采用箱式电阻炉进行加热。

本发明中，所述塑性变形为挤压、轧制或锻压工艺中的一种或多种的结合。

本发明具有如下优点和积极效果：

1、采用本发明，通过添加稀土元素和动态再结晶的协调作用可有效抑制和避免变形过 程中择优取向的形成，由于添加稀土元素可使镁合金的轴比值降低，非基面滑移系被激活 并大幅提高合金的动态再结晶温度，从而导致其变形织构弱化；大幅减轻镁合金塑性变形 后的各向异性(织构)，而且还能细化晶粒组织，提高镁合金的强度和耐热性。

2、采用本发明，在450℃的高温压缩变形条件下获得了晶粒尺寸为5mm的稀土镁合金， 其基面织构的相对强度为2以下。而普通镁合金在其(0001)基面与压缩方向夹角为70度左右 ，出现了一个明显的取向强度为3的峰值。(见附图1)

3、本发明无需增加设备投资和加工热处理工艺，可根据现有设备加工制造镁合金板、 带、棒和锻件。

综上所述，本发明工艺设计合理、操作简单、通过添加稀土元素和动态再结晶协调弱 化或消除形变镁合金织构，还能细化晶粒组织，提高镁合金的强度和耐热性；克服了镁合 金变形加工时易于产生变形缺陷的困难，可与现有镁合金常规加工设备配套使用。

附图说明

附图1为本发明实施例1的稀土镁合金(Mg-Y)及普通镁合金高温挤压和锻压后(0001)基 面的择优取向与相对强度曲线图。

附图2为本发明实施例2的稀土镁合金(Mg-Y-Nd-Zr)高温挤压后(0001)基面的择优取向 与相对强度曲线图。

附图3为本发明实施例3的稀土镁合金(AZ31+Er)高温挤压后(0001)基面的择优取向 与相对强度曲线图。

附图4为本发明实施例4的稀土镁合金(AZ31+Nd)高温挤压后(0001)基面的择优取向 与相对强度曲线图。

附图5为本发明实施例5的稀土镁合金(Mg-Gd-Y-Sc)高温轧制后(0001)基面的择优取向 与相对强度曲线图。