[发明专利]利用预拉伸和低温退火工艺提高镁合金板材强度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金板材屈服强度的提高，具体涉及一种利用预拉伸和低温退火工艺提高镁合金板材强度的方法，属于镁合金加工技术领域。

背景技术

镁合金是最轻的结构金属材料,具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、电磁屏蔽效果佳、抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，因而在汽车、电器、交通、航空等领域有着广阔的应用前景。同时大多数3C（电脑、通讯与消费性电子产品）设备、汽车零组件、手工具、运输工具等产业，也是镁合金技术应用的主要市场。这使其在结构性与加工组件的应用与需求上大幅上涨。但镁合金的强度、塑性总的来说均低于铝合金。所以，如何提高镁合金在室温和高温下的强度是镁合金研究中要解决的首要问题。目前国内外在镁合金的强化方面进行了大量的研究，并取得了积极的成果，已应用于镁合金的强化处理方法主要有细晶强化和稀土强化。

细晶强化主要是通过细化镁合金晶粒达到提高镁合金强度的目的。目前比较常用的细晶强化方法有：变质细晶强化（氯化铁法、加碳变质法、加锆变质处理、加Sr、Ca、Ti晶粒细化）以及变形细晶强化（等径角挤压法、大挤压比热挤压、快速冷凝技术）。前一类方法都是针对特定的镁合金系，且对冶金质量要求较高；后一类方法又对设备要求很高，尤其是等径角挤压技术还处在实验室研究阶段，因此都不适合大规模的生产。稀土元素虽然可以显著细化镁合金组织,提高其高温强度和抗高温蠕变性能，但此方法易受到冶金质量以及稀土元素高成本的限制，不适用于大规模批量生产。仅在航空航天及重要零部件使用。

因此，找到一种设备简单，成本低廉，生产周期短，强化效果好的镁合金加工工艺成为实现镁合金规模化应用的重点。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种利用预拉伸和低温退火工艺提高镁合金板材强度的方法，该方法不仅能有效提高镁合金的屈服强度并保证塑性基本不变，还具有使用设备简单、生产周期更短、成本低、易于工业化生产等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

利用预拉伸和低温退火工艺提高镁合金板材强度的方法，包括如下步骤：

1）预拉伸：将镁合金板材在室温-200℃下，沿TD或RD方向预拉伸，拉伸量5-20%；

2）退火：将步骤1）中预拉伸后的镁合金板材在100-200℃下退火3-12小时，然后在空气中冷却至室温。

进一步，在步骤2）中，退火的温度为150-200℃，时间为5-8小时。更进一步，所述的退火的温度为175℃，时间为6小时。

进一步，还包括步骤3）：重复步骤1）-2）N次，N是大于零的自然数。更进一步，N为1、2、3或4。

与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过预拉伸和低温退火显著提高镁合金板材的屈服强度，同时保证塑性基本不变，即通过沿TD或者RD方向预拉伸激活柱面滑移产生柱面择优，柱面择优进而影响Schmid因子提高镁合金的屈服强度，同时退火过程中会产生位错的重新排列，形成位错墙，阻碍位错运动，进而进一步提高屈服强度；在强度提高的同时，柱面择优并不会减少可启动的柱面独立滑移系数量，因而塑性也不会明显降低。因此相比其他强化方法，本发明操作简单，生产周期短，显著降低生产成本，易于工业化生产，同时保证塑性基本不变。

附图说明

图1为本发明的预拉伸方向示意图；

图2为本发明实施例一至六的织构对比图；

图3为本发明实施例一至三的真应力应变曲线图；

图4为本发明实施例四至六的真应力应变曲线图；

图5为本发明循环加载N次实例七的真应力应变曲线图。

附图中：RD-轧板轧制方向；TD-轧板横向方向；Initial-未经处理的2.7mm商用AZ31热轧板；RT-6%-实例一中预拉伸的样品；RT-6%A-实例一中经退火处理的样品；150-6%-实例二中预拉伸的样品；150-6%A-实例二中经退火处理的样品；200-6%-实例三中预拉伸的样品；200-6%A--实例三中经退火处理的样品；RT-12%-实例四中预拉伸的样品；RT-12%A-实例四中经退火处理的样品；150-12%-实例五中预拉伸的样品；150-12%A-实例五中经退火处理的样品；200-12%-实例六中预拉伸的样品；200-12%A--实例六中经退火处理的样品；P2-实例七中循环加载2次的样品，P3-实例七中循环加载3次的样品，P4-实例七中循环加载4次的样品。