[发明专利]一种两次挤压制备纳米准晶增强Mg-Zn-Y合金的方法

说明书

一种两次挤压制备纳米准晶增强Mg‑Zn‑Y合金的方法，步骤如下：A、按照设定的各组成元素的原子百分含量配比制备铸态Mg‑Zn‑Y合金；设定的各组成元素的原子百分含量分别为：0.5‑6％Zn、0.08‑1.2％Y，其余为Mg，且所述Zn、Y原子百分含量比值为5‑7：1；B、将铸态Mg‑Zn‑Y合金在380‑420℃退火8‑20h，随炉冷却；C、将经过退火的Mg‑Zn‑Y合金在300‑400℃下保温2‑4h后，进行热挤压，挤压温度为300‑400℃，挤压比为9‑60：1；D、将步骤C得到的热挤压加工后的Mg‑Zn‑Y合金置于热处理炉中，随炉升温至540‑600℃，保温5‑20min，淬火；E、将步骤D得到的Mg‑Zn‑Y合金在300‑400℃下保温2‑4h后，然后进行二次热挤压，即得。该方法可制备兼具优良的屈服强度、拉伸强度和延伸率的高性能镁合金。

技术领域

本发明涉及一种两次挤压制备纳米准晶增强Mg-Zn-Y合金的方法，属于镁合金制造领域。

背景技术

镁合金作为最轻量化的金属结构材料，同时兼具有比强度高、降噪减振好、电磁屏蔽性好、易于回收等优点，在交通车辆、航空航天、电子通讯、国防科技等领域中具有十分广阔的应用前景。特别是随着对交通运输装备的轻量化、节能、环保和生态环境等要求的日益提高，镁合金在交通运输装备领域中的应用越来越受到重视。然而，镁合金自身具有的缺点，如强度较低、韧性较差等问题，限制了镁合金的工业化广泛应用。因此，要进一步扩大镁合金的应用范围，满足其在高技术领域的应用，必须提高镁合金的综合性能。

准晶因其独特的原子排列结构而具有优异的机械和物理性能，如高强度、低摩擦系数、抗氧化、耐腐蚀等，将其作为增强相引入到镁合金中可提高镁合金的综合性能，为新型镁合金的开发和实际应用提供了一条新途径。近年来，因Mg-Zn-Y合金微观组织中含有准晶相而成为研究热点，各国学者对Mg-Zn-Y准晶合金的成分设计、制备方法及力学性能、物理性能等开展了大量的研究工作。

准晶增强Mg-Zn-Y合金的生产工艺流程主要包括铸造和塑性加工。在准晶增强Mg-Zn-Y合金的铸态微观组织中，准晶相I-phase多以层片状共准晶的形式分布于先凝固的α-Mg枝晶间。经过塑性加工后，层片状的准晶相I-phase碎化为弥散分布在α-Mg基体上的小颗粒，作为强化相提高Mg-Zn-Y合金的力学性能。

准晶I-phase颗粒的粒径和分布状态对于Mg-Zn-Y合金的力学性能有很大的影响。细化弥散分布在α-Mg基体上的准晶相颗粒可提高准晶相的强化效果，获得性能优良且成本较低的准晶增强Mg-Zn-Y。

目前准晶增强Mg-Zn-Y合金中准晶I-phase颗粒多为微米级，而关于纳米级的准晶相颗粒增强Mg-Zn-Y合金的研究较少，现有技术很难进一步细化准晶I-phase颗粒的尺寸。为了获得力学性能优良的准晶增强Mg-Zn-Y合金，现有方法可通过提高Zn、Y的含量增加Mg-Zn-Y合金中的准晶I-phase含量，但提高Zn、Y的含量会导致合金的延伸率降低，且将显著提高合金成本。在实际应用，要求镁合金具有优良的综合力学性能，因此开发兼具优良的屈服强度、拉伸强度和延伸率的高性能镁合金是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种两次挤压制备纳米准晶增强Mg-Zn-Y合金的方法。该方法可制备兼具优良的屈服强度、拉伸强度和延伸率的高性能镁合金。

本发明实现其发明目的所采取的技术方案是：一种两次挤压制备纳米准晶增强Mg-Zn-Y合金的方法，其步骤如下：

A、按照设定的各组成元素的原子百分含量配比，制备铸态Mg-Zn-Y合金；所述设定的各组成元素的原子百分含量分别为：0.5-6％Zn、0.08-1.2％Y，其余为Mg，且所述Zn、Y原子百分含量比值为5-7：1；

B、将步骤A制备的铸态Mg-Zn-Y合金在380-420℃退火8-20h，随炉冷却；