[发明专利]高胀形性高抗冲击性镁合金板材及其制备方法

说明书

本发明提供一种高胀形性高抗冲击性镁合金板材，按质量％计，含有0.05～1.0％的元素X和0.2～2.0％的元素Y，元素X为钴、铟、锰、锑和锶中的一种或两种以上，元素Y为钙、锆和稀土中的一种或两种以上，且元素X与所述元素Y的质量比为1以下；本发明还提供一种高胀形性高抗冲击性镁合金板材的制备方法。本发明的镁合金具有对称的梯度组织微观结构，由板材中部至表层，晶粒尺寸逐渐增大，织构强度逐渐减弱，具备高胀形性与高抗冲击性，本发明的方法工艺设计合理、设备要求简单、操作方便、成本低、效率高，能够稳定制备出沿板厚对称的梯度组织微观结构、同时具备高胀形性与高抗冲击性的镁合金。

技术领域

本发明属于有色金属材料及加工技术领域，本发明涉及一种高胀形性高抗冲击性镁合金板材及其制备方法，具体涉及的是一种沿厚度方向含对称梯度组织微观结构，同时具备高胀形性和高抗冲击性的微合金化镁合金板材的制备方法。

背景技术

镁合金是目前最轻的金属结构材料，被誉为“21世纪的绿色能源材料”，其优异的阻尼减震性能，在弹性范围几乎是铝合金的100倍，在交通运输领域如汽车车身、轨道列车外壳等有着广阔的应用前景。但是，镁合金具有密排六方晶体结构，在室温下滑移系少、基面织构强度高、塑性极差，当外界载荷超出弹性范围时，镁合金承受低速胀形与吸收高速冲击功的能力远远不及同等强度的铝合金，无法安全服役，造成不必要的损失。

目前，国内外已尝试多种改善镁合金胀形性与抗冲击性的方法，例如添加大量稀土元素制备高合金化镁合金，利用剧烈塑性变形制备超细晶粒镁合金，采用超低温变形细化晶粒等，但是，这些方法仅提升了镁合金强度，而忽视了对塑性的改善，所得镁合金抗冲击性提升较小，胀形性反而下降。也有研究人员提出利用剪切变形弱化织构，或是粗化晶粒来改善镁合金塑性，这些方法虽然有助于提升镁合金的胀形性，但会引起强度下降，且严重损害抗冲击性。可见，当前尚没有同步增强镁合金胀形性与抗冲击性的有效方法。

发明内容

本发明要解决的问题是克服现有技术的缺陷，提供一种高胀形性高抗冲击性的镁合金板材及其制备方法。本发明的镁合金具有对称的梯度组织微观结构，由板材中部至表层，晶粒尺寸逐渐增大，织构强度逐渐减弱，具备高胀形性与高抗冲击性，本发明的方法工艺设计合理、设备要求简单、操作方便、成本低、效率高，能够稳定制备出沿板厚对称的梯度组织微观结构、同时具备高胀形性与高抗冲击性的镁合金。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种高胀形性高抗冲击性镁合金板材，按质量％计，含有0.05～1.0％的元素X和0.2～2.0％的元素Y，余量为Mg和不可避免的杂质，所述元素X为钴、铟、锰、锑和锶中的一种或两种以上，所述元素Y为钙、锆和稀土中的一种或两种以上，且所述元素X与所述元素Y的质量比为1以下。

上述的高胀形性高抗冲击性镁合金板材，优选地，所述元素X的质量百分数为0.2～0.9％；所述元素X为钴、铟、锰、锑和锶中的任意一种。

上述的高胀形性高抗冲击性镁合金板材，优选地，所述元素Y的质量百分数为0.2～0.9％；所述元素Y为钙或锆。

上述的高胀形性高抗冲击性镁合金板材，优选地，所述元素Y的质量百分数为0.4～1.8％；所述元素Y为稀土元素中的一种或两种以上，且所述元素X与所述元素Y的质量比为0.5以下。

上述的高胀形性高抗冲击性镁合金板材，优选地，所述镁合金板材沿厚度方向含对称的梯度组织微观结构，由板材中部至表层，其晶粒逐渐增大、织构强度逐渐减弱，所述镁合金板材晶粒尺寸小于15μm。

上述的高胀形性高抗冲击性镁合金板材，优选地，所述镁合金板材中部晶粒尺寸小于5μm，表层晶粒尺寸为5～15μm。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种高胀形性高抗冲击性镁合金板材的制备方法，包括以下步骤：