[发明专利]一种高应变速率超塑性稀土镁合金的制备工艺

说明书

本发明公开了一种高应变速率超塑性稀土镁合金的制备工艺，包括如下步骤：将预制的稀土镁合金试样在495‑505℃下进行10‑12h的隔绝空气固溶处理；保温加热等通道转角挤压模具至380‑410℃，将隔绝空气固溶处理后的稀土镁合金试样放入加热后的等通道转角挤压模具中保温10‑15min；对保温后的稀土镁合金试样进行至少一组等通道转角挤压加工；其中，一组为4个道次的等通道转角挤压加工；将等通道转角挤压加工后的稀土镁合金试样充分浸入到硅油中进行200℃下110‑130h的时效热处理，获取具有均匀弥散析出第二相的稀土镁合金；本发明制备工艺简单，所得到的镁合金内部组织均匀，晶粒细小且第二相均匀弥散分布。

技术领域

本发明涉及金属材料加工技术领域，具体涉及一种高应变速率超塑性稀土镁合金的制备工艺。

背景技术

镁合金作为最轻的金属结构材料，具有比强度、比刚度高，储量丰富及易回收等优点，是轨道交通、航空航天、3C产品等的理想结构材料。然而镁合金的绝对强度不足，室温塑性有限，塑性成形性能差，极大地限制了其应用。因此，提高镁合金的强韧性并制备低温高速超塑性镁合金，是当前镁合金领域亟待解决的问题。

镁合金作为一种极具潜力的结构材料，大量使用时可以极大的减少坏境压力，镁具有密排六方晶格结构，室温下可以启动的滑移系十分有限，通常在室温下表现出较低的成形性能。故而镁合金制品很少使用锻造、轧制、挤压等加工方式生产。绝大多数的镁合金采用铸造方法，尤其采用模铸和触变铸造。镁合金的冷变形受到了极大的约束，仅限于普通弯曲半径的小变形。但是在高温下镁合金的加工性能得到了较大程度的改善，额外的滑移系得以启动。为了更大限度的开发并利用镁合金，增加镁合金市场的消费份额，镁合金的二次加工工艺具有十分重要的发展意义，使用锻造、轧制、挤压等大塑性变形的加工方式对镁合金进行二次加工，可以制备出形状复杂的结构件，尤其是镁合金具有了低温高速超塑性之后可以对较大零部件直接进行冲压成型制备，可以大大拓宽镁合金的实际应用领域。

细晶强化对镁合金具有极为重要的意义，而大塑性变形技术是制备纳米及超细晶材料的有效途径之一。等通道转角挤压是目前镁合金大塑性变形中广泛应用的一种加工方式，对于合金元素含量较低的AZ31、AZ61等镁合金，ECAP(等通道转角挤压)加工后室温塑性显著提升，但强度改善有限，而对于合金元素含量较高的AZ91镁合金，晶粒细化及第二相强化的作用可使ECAP加工后合金的强度和塑性同时提高。研究者在以往的研究中一直致力于提高挤压道次增加变形量以获得均匀的超细晶组织，相较于粗晶组织，其强度提高显著，但延伸率明显降低，无法实现高强度与高塑性的结合。因此，在保持材料高强度的同时，如何摆脱其拉伸塑性低的问题成为了研究者面临的新挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高应变速率超塑性稀土镁合金的制备工艺，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷或缺陷之一。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一种高应变速率超塑性稀土镁合金的制备工艺，包括如下步骤：

将预制的稀土镁合金试样在495-505℃下进行10-12h的隔绝空气固溶处理；

保温加热等通道转角挤压模具至380-410℃，将隔绝空气固溶处理后的稀土镁合金试样放入加热后的等通道转角挤压模具中保温10-15min；

对保温后的稀土镁合金试样进行至少一组等通道转角挤压加工；其中，一组为4个道次的等通道转角挤压加工；

将等通道转角挤压加工后的稀土镁合金试样充分浸入到硅油中进行200℃下110-130h的时效热处理，获取具有均匀弥散析出第二相的稀土镁合金。

进一步地，所述稀土镁合金试样进行等通道转角挤压加工的组数为1-4组。

进一步地，所述隔绝空气处理后的稀土镁合金试样内部组织中包含有14H型长周期有序堆垛结构。