[发明专利]一种诱导变形镁合金析出T型第二相的方法及产品

说明书

本发明涉及一种诱导变形镁合金析出T型第二相的方法及产品，属于镁合金技术领域。该变形镁合金包括如下组分：Sn 5‑5.45％，Zn 2.75‑3％，不可避免杂质≤0.15％，余量为Mg；方法如下，将变形镁合金经固溶处理后冷却至室温，再于175‑200℃下时效6‑25h，冷却至室温，即可。该方法中通过控制镁合金中Zn、Sn两种的原子浓度比及时效温度，能够诱导变形镁合金析出T型第二相，从而提高变形镁合金的力学性能，进一步扩大了变形镁合金的使用范围。

技术领域

本发明属于镁合金技术领域，具体涉及一种诱导变形镁合金析出T型第二相的方法及产品。

背景技术

在现有工程商业化应用金属结构材料中，镁合金密度最小，约为1.75-1.95g/cm³，约为铝的2/3，钢的1/4。在汽车、轨道交通、军工、航空航天等主要使用铝合金及钢结构材料的领域，镁合金的使用可有效实现轻量化。工业纯镁的强度低、室温塑性差，如纯镁砂型铸造试棒的屈服强度和抗拉强度仅为21.9MPa和90MPa，不能直接用作结构材料。通过合金化、热处理、塑性变形等多种方法的综合运用，可大幅度提高镁合金的力学性能。通常有以下几个手段：固溶强化、第二相强化以及细晶强化。

镁合金在热处理过程中无法相变，同时其密排六方的晶体结构导致其滑移系少，进而塑性较差，这使得相变强化和加工硬化手段在镁合金当中无法像在钢铁和铝合金当中一样占有重要地位。细晶强化虽然对镁合金效果好，但尚未找到成本合适的镁合金普适细化剂。用塑性变形手段细化晶粒不仅对材料的可加工性有一定要求，而且对工件尺寸和成本均有限制。在镁合金中，尤其是在未变形镁合金中，第二相强化的作用重大。第二相的尺寸、形貌、分布以及与基体的位相和匹配都对第二相的强化效果有着重要影响，通过控制析出第二相与基体匹配关系可以改变位错与析出相的作用方式从而调控镁合金的强塑性。

镁合金中的主要强化析出相按照其与镁基体的位向关系大致分为4种，分别为与镁基体基面平行的圆盘状析出相、垂直于镁合金基面的杆状析出相、垂直于基面生长的盘状析出相、平行于镁基体基面的层片状析出相。目前尚未发现同时平行和垂直于镁合金基面的T型相。

第二相与基体的位向关系决定了析出相对镁合金的强化效果。沿着镁合金棱柱面析出的第二相(垂直于基面)，将对镁合金基面滑移产生阻碍作用从而提高镁合金基面方向的临界剪切应力，而沿着镁基面(0001)析出的第二相(平行于基面)，将对镁合金非基面滑移产生阻碍作用从而提高镁合金非基面滑移方向的临界剪切应力。根据位错理论和位错-第二相颗粒的交互作用，位错可切过或可绕过第二相，亦有可能被钉扎。同时平行和垂直于镁合金基面的T型第二相钉扎位错的作用最为显著，可同时阻碍镁合金基面、非基面滑移产生，提高镁合金的强度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种诱导变形镁合金析出T型第二相的方法；目的之二在于提供含有T型第二相的变形镁合金。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种诱导变形镁合金析出T型第二相的方法，按质量百分比计，所述变形镁合金包括如下组分：Sn 5-5.45％，Zn 2.75-3％，不可避免杂质≤0.15％，余量为Mg；所述方法如下：将变形镁合金经固溶处理后冷却至室温，再于175-200℃下时效6-25h，冷却至室温，即可。

优选的，所述固溶处理具体为在420-450℃下保温5-10h。

优选的，所述变形镁合金按如下方法制备：

(1)熔炼、铸造：保护气氛下，将工业纯镁在720-740℃下熔炼，待所述工业纯镁熔化后于735-745℃下加入预热后的工业纯锌和工业纯锡，所述工业纯锌和工业纯锡熔化后加入精炼剂，搅拌3-6min后于715-725℃下静置10-20min，除渣后浇铸到预热后的模具中，制得铸锭；

(2)对步骤(1)中制得的铸锭进行锯切、车皮；