CN100425727C - 一种铸态az91镁合金均匀化退火方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铸态AZ91镁合金均匀化退火方法，属于金属材料热处理领域。本发明所述的均匀化退火工艺是将铸态AZ91镁合金放入加热炉中，加热至350～450℃，保温5～24小时，然后出炉空冷。均匀化退火可使AZ91镁合金的抗拉强度从铸态的163MPa提高到240MPa以上，而延伸率则从铸态的3.2%增加到了10%以上。本发明可应用于AZ91镁合金材料或零件的均匀化退火，提高材料或零件的性能，扩大应用范围。

Description

一种铸态AZ91镁合金均匀化退火方法
技术领域
本发明属于金属材料热处理技术领域，特别是提供了一种铸态AZ91镁合金均匀化退火方法。
背景技术
镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料之一，在航空航天、汽车制造和电子通讯等领域得到日益广泛的应用。由于镁合金资源较为丰富，其产品易于回收利用，在能源与资源日益成为影响社会可持续发展的形势下，镁合金的开发和利用越来越受到重视[Mordike B L，et al.Magnesium：properties-applications-potential.Materials Science and Engineering A，2001，302：37-45]。AZ91镁合金是商业应用最广泛的镁合金之一，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[Ame K Dahle，et al.Development of the as-cast microstructure in magnesium-aluminium alloys.Journal ofLight Metals，2001，(1)：61-72]。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[LüY Z，et al.Fracture behaviorof AZ91 magnesium alloy.Materials Letters，2000，44：265-268]。因此，关于AZ91的应用研究一般限于铸造用合金。采用砂型铸造或铁模铸造时，AZ91镁合金的性能较差，抗拉强度约为150～170MPa，延伸率2～3％。采用压铸成形时，由于Mg17Al12的分布得到改善，压铸件的力学性能可达抗拉强度240MPa、屈服强度160MPa、延伸率4.5％。有研究报道，对压铸件进行T6处理(410℃固溶9h+205℃时效8h)后，抗拉强度可提高到280MPa，屈服强度可提高到180MPa，伸长率接近6％[张永忠，等.AZ91D镁合金的压铸工艺及性能.铸造，2000，49(12)：74-77]。另一方面，研究发现，AZ31B、ZK60镁合金经过均匀化退火可消除铸态组织的枝晶偏析，提高镁合金的成形性能[黄光胜，等.均匀化退火对AZ31B镁合金组织与性能的影响.重庆大学学报(自然科学版)，2004，27(11)：18-21；彭建，等.ZK60镁合金铸坯均匀化退火研究.材料工程，2004，(8)：32-35]。为提高AZ91镁合金的成形性，简化其成形工艺，扩大应用范围，以便其可以用作变形镁合金，可考虑对铸坯进行均匀化退火处理。但是，目前尚未见到有关铸态AZ91镁合金材料或零件均匀化退火工艺的报道。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种铸态AZ91镁合金材料或零件的均匀化退火工艺，铸态AZ91镁合金的组织成分均匀性得到显著改善。
本发明是采用以下技术方案实现：
将铸态AZ91镁合金放入加热炉中，加热至350～450℃，保温5～24小时，然后出炉空冷。本发明所述的铸态AZ91镁合金包括：AZ91镁合金材料或零件。
本发明的均匀化退火可使AZ91镁合金的抗拉强度从铸态的163MPa提高到240MPa以上，而延伸率则从铸态的3.2％增加到了10％以上。应用于AZ91镁合金材料或零件的均匀化退火，提高材料或零件的性能，扩大应用范围。
铸态AZ91镁合金均匀化退火过程，本质上在于通过原子的扩散来达到成分均匀，消除粗大的网状Mg17Al12相与晶内偏析。随着合金相的溶解与晶内偏析的消除，AZ91镁合金的组织成分均匀性提高，强度和塑性指标上升，有利于改善材料的力学性能和成形性能。均匀化退火过程中起决定作用的是退火温度和时间。退火温度越高，或在同一温度下退火时间越长，有助于原子的充分扩散。
本发明的优点在于：
1、由于合金相的溶解与晶内偏析的消除，铸态AZ91镁合金的组织成分均匀性得到显著改善。
2、铸态AZ91镁合金的加工性能明显改善，力学性能显著提高。
具体实施方式
实施例1：将铸态AZ91镁合金放入电阻炉内，随炉升温加热至420℃，保温5h，保温后出炉空冷。
实施例2：将铸态AZ91镁合金放入电阻炉内，随炉升温加热至380℃，保温15h，保温后出炉空冷。
对以上实施例均匀化退火后的铸态AZ91镁合金进行力学性能试验，在MTS材料试验机上测试，拉伸试样按GB/T16865-1997标准加工，试验结果如表1所示。
表1
  实施例   抗拉强度σ<sub>b</sub>(MPa) 延伸率δ(％)
  未均匀化退火   163 3.2
  实施例一   246 10
  实施例二   243 11.2

Claims (1)

1、 一种铸态AZ91镁合金材料或零件的均匀化退火方法，其特征在于：将铸态AZ91镁合金放入加热炉中，加热至350～380℃，保温15～24小时，然后出炉空冷；使AZ91镁合金的抗拉强度从铸态的163MPa提高到240MPa以上，延伸率从铸态的3.2％增加到了10％以上；所述的加热炉为电阻炉。
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