[发明专利]通过挤压和锤击提高镁合金高温蠕变性能的加工方法

说明书

本发明公开了通过挤压和锤击提高镁合金高温蠕变性能的加工方法，其特征在于：镁合金的质量百分比成分为，Al：8.5％～9.5％、Zn：0.45％～0.90％、Mn：0.15％～0.4％、Y：0.3％～0.8％，其余为镁和不可去除杂质元素；该加工方法包括如下步骤：1)、对镁合金进行固溶处理；2)、对固溶态的镁合金进行挤压，挤压温度为350～450℃，挤压速率为15‑20mm/min，挤压比为8：1～25:1；3)、对挤压态的镁合金进行空气锤锤击，锤击方向平行于挤压方向，锤击温度为室温，锤击次数为1‑4次，累积锤击应变为1‑3％，锤头接触到镁合金前的速度为1m/s～40m/s。本发明通过对镁合金组织的调控，使得镁合金在高温蠕变过程中发生蠕变动态析出，蠕变动态析出相使材料的热稳定性提高，提升了高温蠕变性能，对该镁合金的应用推广有着重要的意义。

技术领域

本发明涉及通过挤压和锤击提高镁合金高温蠕变性能的加工方法，属于镁合金加工技术领域。

背景技术

镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小(1.8g/cm³左右)，强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。AZ91镁合金是商业应用最广泛的镁合金之一，其主要的使用状态为铸态和时效态。铸态组织由α-Mg和Mg₁₇Al₁₂组成，其中Mg₁₇Al₁₂绝大部分呈粗大的网状分布在晶界，只有少量的颗粒状Mg₁₇Al₁₂分布在晶内。变形过程中，晶界处粗大的Mg₁₇Al₁₂容易形成裂纹源，产生裂纹，对合金的性能造成不利的影响。该合金中的时效强化析出相为Mg₁₇Al₁₂相，时效过程中主要为粗大层片状不连续析出相，层片状不连续析出相容易成为裂纹源，对合金的高温蠕变性能影响非常大，限制了该合金的应用场景。

挤压是镁合金塑性变形的常规方法，有利于细化晶粒，提高镁合金的室温力学性能和高温蠕变性能。利用空气锤锤击镁合金通常是用来对镁合金进行开坯的，如公开号为CN105441840B的专利公开了一种高强耐热镁合金铸锭的锤锻开坯方法，锤击锻造过程中通过孪晶逐步分割原始晶粒、大量孪晶相互交截，辅以少量孪晶诱发动态再结晶，促使铸态组织迅速细化，坯料的高温塑性和加工成形性能显著提高，与初始固溶态铸造锭坯相比，应用本发明方法制备的高强耐热镁合金坯料，高温下、相同测试条件下的断裂伸长率可提高100％～1000％，且成品率高于80％，达到良好开坯效果。然而如何通过传统镁合金加工工艺提高镁合金高温蠕变性能是现有文献中未见报道的，也是扩大镁合金应用范围需要解决的技术问题。

发明内容

为了提升AZ91镁合金的高温蠕变性能，本发明提供一种通过挤压和锤击提高镁合金高温蠕变性能的加工方法，具体技术方案如下。

通过挤压和锤击提高镁合金高温蠕变性能的加工方法，其特征在于：镁合金的质量百分比成分为，Al：8.5％～9.5％、Zn：0.45％～0.90％、Mn：0.15％～0.4％、Y：0.3％～0.8％，其余为镁和不可去除杂质元素；该加工方法包括如下步骤：

1)、对镁合金进行固溶处理；

2)、对固溶态的镁合金进行挤压，挤压温度为350～450℃，挤压速率为15-20mm/min，挤压比为8：1～25:1；

3)、对挤压态的镁合金进行空气锤锤击，锤击方向平行于挤压方向，锤击温度为室温，锤击次数为1-4次，累积锤击应变为1-3％，锤头接触到镁合金前的速度为1m/s～40m/s。

进一步地，固溶处理工艺的温度为380-420℃，保温时间为4-12h。优选地，固溶处理工艺的温度为380℃，保温时间为12h。