[发明专利]一种用于提高Mg-Sn合金时效硬度的处理方法

说明书

本发明公开了一种用于提高Mg‑Sn合金时效硬度的处理方法，涉及合金时效处理技术领域，所述，所述合金为Mg‑7Sn合金，所述处理方法为将所述合金在160℃等温时效处理的同时进行40 MPa或80 MPa的应力时效作用下处理96h或120h。本发明通过40MPa或80MPa的应力时效对Mg‑Sn合金进行处理，40MPa应力时效时合金的峰值硬度达到65.1 HV，所需时效时间为120 h，且变形量只有0.96%；80 MPa应力时效时合金的峰值硬度达到了68.4 HV，所需时效处理时间为96h，且变形量只有3.35%。

技术领域

本发明涉及合金时效处理技术领域，具体涉及一种用于提高Mg-Sn合金时效硬度的处理方法。

背景技术

镁及镁合金是一种低密度结构材料，具有良好的可加工性、高的比强度等优点，部分镁合金已被应用于航空航天、汽车、生物医学等领域。然而，镁合金蠕变性能低和耐蚀性差等缺点限制了其发展和应用。因此开发一种高强耐热镁合金显得尤为重要。

Mg-Sn合金是一种低成本可时效硬化合金，共晶温度下Sn在镁基体中的最大固溶度为14.48 wt. %，经过时效后析出熔点为770℃的Mg₂Sn相，可有效地钉扎位错，抑制晶界扩散，提高合金的室温及高温性能。然而，Mg-Sn合金中因析出的Mg₂Sn相粗大、分布不均匀且含量低，导致Mg-Sn合金具有较低的时效硬化行为。目前，提高Mg-Sn合金时效硬化行为的方法有合金化和热处理。Zn、Al、Cu、Na、Ag、Mn、Ca、Hf、In、Li、Sb等合金元素可以有效细化Mg₂Sn相分布而增强时效硬化反应。例如：Huang等研究了Mg-1.5Sn-0.5Mn (at. %)合金时效硬化行为，发现Zn和Ag共同添加合金的硬度提高至83 HV，时效时间从120 h缩短至100h。Li等研究表明符合添加Ca和Ag显著增强了Mg-7Sn (wt. %)合金的时效硬度，从61.1 HV增大至80.4 HV，但是合金化会增加镁合金的生产成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种用于提高Mg-Sn合金时效硬度的处理方法，该方法通过40MPa或80MPa的应力时效对Mg-Sn合金进行处理，40MPa应力时效时合金的峰值硬度达到65.1 HV，所需时效时间为120 h，与近等温时效处理的合金相比，时效处理时间从166 h缩短至120 h，处理时间缩短了27.7 %，且变形量只有0.96 %；80 MPa应力时效时合金的峰值硬度达到了68.4 HV，与仅等温时效处理的合金相比，时效处理时间从166 h缩短至96h，处理时间缩短了42.2 %，且变形量只有3.35%。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案之一为：一种用于提高Mg-Sn合金时效硬度的处理方法，所述合金为Mg-7Sn合金，所述处理方法为将所述合金在40 MPa或80 MPa的应力时效作用下处理96h或120h。

进一步地，还包括在应力时效处理的同时对所述合金进行等温时效处理，所述等温时效处理的温度为160℃。

更进一步地，所述处理方法为采用40 MPa的应力时效和160℃的等温时效同时对合金进行处理，处理时间为120h。

更进一步地，所述采用的处理方法为采用80 MPa的应力时效和160℃的等温时效同时对合金进行处理，处理时间为96h。

更进一步地，所述合金的固溶处理温度为490℃，固溶处理时间为10h，淬火介质为室温自来水，淬火时间小于10s。

本发明的有益效果：