CN101565802B - 具有超细晶粒的Mg97Y2Zn1合金的制备方法 - Google Patents
具有超细晶粒的Mg97Y2Zn1合金的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101565802B CN101565802B CN2009100516349A CN200910051634A CN101565802B CN 101565802 B CN101565802 B CN 101565802B CN 2009100516349 A CN2009100516349 A CN 2009100516349A CN 200910051634 A CN200910051634 A CN 200910051634A CN 101565802 B CN101565802 B CN 101565802B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- extrusion
- mg97y2zn1
- extruding
- magnesium alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
一种金属制造技术领域的具有超细晶粒的Mg97Y2Zn1合金的制备方法，包括采用热挤压机通过挤压杆将常规挤压态的Mg97Y2Zn1合金通过挤压通道挤入模座进行预挤压，将滑块置于模座底部进行取样，得到镁合金棒材；设定轧辊温度设定为室温，将Mg97Y2Zn1合金棒材加热后进行1-6道次的变形轧制，制备获得的Mg97Y2Zn1合金材料性能指标为延伸率3.09％，屈服强度377.96MPa，抗拉强度428.56MPa，极大地扩展了Mg97Y2Zn1合金的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种金属材料技术领域的制备方法，具体是一种具有超细晶粒的Mg97Y2Zn1合金的制备方法。
背景技术
镁合金是新兴的、发展速度很快、极具潜力的一类金属结构材料，在汽车、航空航空工业上的有着广阔的应用前景。而这些行业中镁合金结构件种类繁多、数量庞大，并且要求材料具有良好的力学性能。
Mg97Y2Zn1合金以其高强度、良好的延伸率、高应变超塑性、良好的热稳定性、以及较好的高温强度等满足汽车、航空航天工业的需求。目前生产该合金主要是采用“快速凝固+粉末冶金”方法，不过，由于此方法的加工设备比较复杂，加工过程比较危险以及其他技术的难度性，无法实现Mg97Y2Zn1合金的批量生产，限制该合金的工业化生产和广泛应用。
与快速凝固粉末冶金法相比，等通道角挤压法具有以下优点：加工得到的材料无孔洞、致密性好，加工设备简单、安全、成本低，以及不改变式样尺寸而实现较大幅度塑性变形得到超细晶粒，提高材料力学性能等。
经对现有技术的文献检索发现，Kawamura Y.等在《Materials Transactions》(材料学报-第42期第1172-1176页)上发表的“Rapidly solidified powdermetallurgy Mg97Zn1Y2 alloys with excellent tensile yield strength above 600MPa”(快速固化粉末方法冶炼具有600MPa以上超强延展性的Mg97Zn1Y2合金)，该文中采用快速冷却和粉末冶金(RS P/M)条件下制取的Mg97Y2Zn1合金具有很高的强度并具有一定延伸率，分别是610MPa和5％。其不足在于：虽然其强度很高，但是限于快速冷却和粉末冶金法的局限性，对外界条件要求苛刻，并且对设备要求很高，无法应用到工业中进行连续性生产。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种具有超细晶粒的Mg97Y2Zn1合金的制备方法，制备获得的Mg97Y2Zn1合金材料性能指标为延伸率3.09％，屈服强度377.96MPa，抗拉强度428.56MPa，极大地扩展了Mg97Y2Zn1合金的应用范围。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：
第一步、采用热挤压机通过挤压杆将常规挤压态的Mg97Y2Zn1合金通过挤压通道挤入模座进行预挤压，将滑块置于模座底部进行取样，得到镁合金棒材。
所述的热挤压机，其挤压通道与水平线之间的角度为90°。
所述的热挤压机，其滑块的运动路线与水平线之间的角度为0°。
所述的预挤压的挤压速度为22.6-25.2mm/min。
所述的镁合金棒材的直径为40mm。
第二步、设定轧辊温度设定为室温，将Mg97Y2Zn1合金棒材加热后进行1-6道次的变形轧制，制成镁合金板材。
所述的轧辊的上、下辊速比设定为1.0-1.4。
所述的加热，具体是指加热至340-350℃。
所述的变形轧制是指：将镁合金棒材在每道次挤压后沿经挤压后的条状镁合金棒材的中轴逆时针旋转90°作为下一道次的挤压方向，从而形成不同特征的组织结构。
由于材料内积聚的内能相对要小，回复作用不明显，位错增殖快，位错密度增大，所以屈服强度逐渐上升，当变形量达到一定程度后，位错的增殖和湮灭达到动态平衡，同时随着内能的增加回复作用逐渐明显，屈服强度上升变缓。从而在这一基础上提出了经预挤压，再经二至六次道次挤压，则回复不容易发生位错湮灭速度大大减慢，材料内部位错密度增大，从而获得了力学性能较高的Mg97Y2Zn1合金材料，其力学性能分别为延伸率3.09％，屈服强度377.96MPa，抗拉强度428.56MPa，极大地扩展了Mg97Y2Zn1合金的应用范围。
与现有技术相比，本发明利用等通道挤压实现深度塑性变形，根据材料的初始性能，调节等通道挤压的变形温度，有效细化了晶粒和优化了组织结构，提高了Mg97Y2Zn1合金的力学性能，可以直接在镁合金热挤压机上实现了Mg97Y2Zn1合金材料的工业化和连续性生产。
附图说明
图1为等通道角挤压的四种挤压路线
图2为本发明涉及的等通道角挤压模具示意图；
图3为不同道次等通道挤压的合金的力学性能示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一：
1.如图2所示，采用普通热挤压机装置，设定挤压通道与水平线之间的角度为90°，设定滑块的运动路线与水平线之间的角度为0°。
2.给定的镁合金材料为常规挤压态Mg97Y2Zn1合金，经挤压速度为22.6mm/min的预挤压后，得到直径为40mm的Mg97Y2Zn1合金棒材，其平均晶粒尺寸为1-3μm，力学性能分别为：延伸率为9.97％、屈服强度352.01MPa、抗拉强度412.83MPa。
3.设定轧辊温度设定为室温，上下辊速比设定为1.0，将Mg97Y2Zn1合金棒材加热至350℃后进行变形轧制，轧制路线为每一道次结束之后将Mg97Y2Zn1合金棒材沿经挤压后的条状Mg97Y2Zn1合金棒材的中轴逆时针旋转90°再进行下一道次的轧制加工。
4.经1道次变形轧制后，合金的晶粒尺寸细化为300-400nm，如图3所示，本实施例制得的合金的力学性能分别为：延伸率8.63％，屈服强度367.44MPa，抗拉强度430.79MPa。
实施例二：
1.如图2所示，采用普通热挤压机装置，设定挤压通道与水平线之间的角度为90°，设定滑块的运动路线与水平线之间的角度为0°。
2.给定的镁合金材料为常规挤压态Mg97Y2Zn1合金，经挤压速度为25.2mm/min的预挤压后，得到直径为40mm的棒材，其平均晶粒尺寸为1-3μm，力学性能分别为：延伸率为9.97％、屈服强度352.01MPa、抗拉强度412.83MPa。
3.设定轧辊温度设定为室温，上下辊速比设定为1.4，将Mg97Y2Zn1合金棒材加热至350℃后进行变形轧制，轧制路线为每一道次结束之后将Mg97Y2Zn1合金棒材沿经挤压后的条状Mg97Y2Zn1合金棒材的中轴逆时针旋转90°再进行下一道次的轧制加工。
4.经2道次变形轧制后，合金的晶粒尺寸细化为300-400nm，如图3所示，本实施例制得的合金的力学性能分别为：延伸率7.35％，屈服强度372.82MPa，抗拉强度420.88MPa。
实施例三：
1.如图2所示，采用普通热挤压机装置，设定挤压通道与水平线之间的角度为90°，设定滑块的运动路线与水平线之间的角度为0°。
2.给定的镁合金材料为常规挤压态Mg97Y2Zn1合金，经挤压速度为25.2mm/min的预挤压后，得到直径为40mm的棒材，其平均晶粒尺寸为1-3μm，力学性能分别为：延伸率为9.97％、屈服强度352.01MPa、抗拉强度412.83MPa。
3.设定轧辊温度设定为室温，上下辊速比设定为1.0，将Mg97Y2Zn1合金棒材加热至350℃，轧制路线为每一道次结束之后将Mg97Y2Zn1合金棒材沿经挤压后的条状Mg97Y2Zn1合金棒材的中轴逆时针旋转90°再进行下一道次的轧制加工。
4.经4道次变形后，合金的晶粒尺寸细化为200-300nm，如图3所示，本实施例制得的合金的力学性能分别为：延伸率6.78％，屈服强度376.82MPa，抗拉强度412.75MPa。
实施例四：
1.如图2所示，采用普通热挤压机装置，设定挤压通道与水平线之间的角度为90°，设定滑块的运动路线与水平线之间的角度为0°。
2.给定的镁合金材料为常规挤压态Mg97Y2Zn1合金，经挤压速度为25.2mm/min的预挤压后，得到直径为40mm的棒材，其平均晶粒尺寸为1-3μm，力学性能分别为：延伸率为9.97％、屈服强度352.01MPa、抗拉强度412.83MPa。
3.设定轧辊温度设定为室温，上下辊速比设定为1.0，将Mg97Y2Zn1合金棒材加热至350℃，轧制路线为每一道次结束之后将Mg97Y2Zn1合金棒材沿经挤压后的条状Mg97Y2Zn1合金棒材的中轴逆时针旋转90°再进行下一道次的轧制加工。
4.经5道次变形后，合金的晶粒尺寸细化为200-300nm，如图3所示，本实施例制得的合金的力学性能分别为：延伸率4.97％，屈服强度359.23MPa，抗拉强度403.15MPa。
实施例五：
1.如图2所示，采用普通热挤压机装置，设定挤压通道与水平线之间的角度为90°，设定滑块的运动路线与水平线之间的角度为0°。
2.给定的镁合金材料为常规挤压态Mg97Y2Zn1合金，经挤压速度为25.2mm/min的预挤压后，得到直径为40mm的棒材，其平均晶粒尺寸为1-3μm，力学性能分别为：延伸率为9.97％、屈服强度352.01MPa、抗拉强度412.83MPa。
3.设定轧辊温度设定为室温，上下辊速比设定为1.0，将Mg97Y2Zn1合金棒材加热至340℃，轧制路线为每一道次结束之后将Mg97Y2Zn1合金棒材沿经挤压后的条状Mg97Y2Zn1合金棒材的中轴逆时针旋转90°再进行下一道次的轧制加工。
4.经6道次变形后，合金的晶粒尺寸细化为200-300nm，如图3所示，本实施例制得的合金的力学性能分别为：延伸率3.09％，屈服强度377.96MPa，抗拉强度428.56MPa。
Claims (1)
1.一种具有超细晶粒的Mg97Y2Zn1合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、采用热挤压机通过挤压杆将常规挤压态的Mg97Y2Zn1合金通过挤压通道挤入模座进行预挤压，将滑块置于模座底部进行取样，得到镁合金棒材；
第二步、设定轧辊温度设定为室温，将Mg97Y2Zn1合金棒材加热后进行1-6道次的变形轧制，制成镁合金板材；
所述的热挤压机，设定热挤压机的挤压通道与水平线之间的角度为90°；
所述的热挤压机，设定热挤压机的滑块的运动路线与水平线之间的角度为0°；
所述的预挤压的挤压速度为22.6-25.2mm/min；
所述的镁合金棒材的直径为40mm；
所述的轧辊的上、下辊速比设定为1.0-1.4；
所述的加热，具体是指加热至340-350℃；
所述的变形轧制是指：将镁合金棒材在每道次挤压后沿经挤压后的条状镁合金棒材的中轴逆时针旋转90°作为下一道次的挤压方向。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100516349A CN101565802B (zh) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | 具有超细晶粒的Mg97Y2Zn1合金的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100516349A CN101565802B (zh) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | 具有超细晶粒的Mg97Y2Zn1合金的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101565802A CN101565802A (zh) | 2009-10-28 |
| CN101565802B true CN101565802B (zh) | 2010-12-08 |
Family
ID=41282161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009100516349A Active CN101565802B (zh) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | 具有超细晶粒的Mg97Y2Zn1合金的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101565802B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102615133B (zh) * | 2012-03-27 | 2014-06-11 | 上海交通大学 | 背压等通道角挤压模具 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1214128C (zh) * | 2001-09-05 | 2005-08-10 | 中国科学院金属研究所 | 一种制备超细晶粒组织变形镁合金的方法 |
| CN101422784B (zh) * | 2007-11-01 | 2012-03-14 | 山西银光华盛镁业股份有限公司 | 超细晶镁合金薄板轧制技术 |
-
2009
- 2009-05-21 CN CN2009100516349A patent/CN101565802B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101565802A (zh) | 2009-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101850376B (zh) | 制备镁合金半固态坯的正挤压及变径弯曲挤压方法和模具 | |
| CN101590501B (zh) | 镁合金板材温热电磁成形方法 | |
| CN103103424B (zh) | 一种采用双级时效制造航空用铝合金型材的方法 | |
| CN106140847B (zh) | 一种镁合金挤压变形加工装置及加工方法 | |
| CN100556566C (zh) | 镁合金超薄板材的成型方法 | |
| CN206083461U (zh) | 一种镁合金挤压模具 | |
| CN101914712B (zh) | 一种高强镁合金厚板的挤压变形工艺 | |
| CN105132772B (zh) | 一种低成本非稀土型高强镁合金及其制备方法 | |
| CN102463268B (zh) | 一种锌合金棒材挤压的工艺设计与优化方法 | |
| CN104015009B (zh) | 一种手机中框、后盖的制备方法 | |
| CN101579817B (zh) | 生产镁合金薄板的方法 | |
| CN102433479B (zh) | 一种具有温挤压特性的镁合金及其挤压材的制备方法 | |
| CN101157099A (zh) | 镁合金挤压变形的加工方法及模具 | |
| CN102492883A (zh) | 一种具有室温挤压特性的镁合金及其挤压材的制备方法 | |
| CN100566921C (zh) | 高密度钼管的制备方法 | |
| CN102560161A (zh) | 一种sima法制备半固态浆料的方法 | |
| CN103143582A (zh) | 一种高导电率的铝合金板挤压成形装置及工艺 | |
| CN101565802B (zh) | 具有超细晶粒的Mg97Y2Zn1合金的制备方法 | |
| CN101698912B (zh) | 适于连续挤压的铜合金代用材料高性能变形锌基合金 | |
| CN101829771A (zh) | 块体非晶复合材料的成形方法 | |
| CN100431730C (zh) | 变形镁合金连续挤压方法 | |
| CN101214600A (zh) | 镁合金复合成形方法 | |
| CN102002656B (zh) | 一种细化析出或弥散强化型块体铜合金晶粒的方法 | |
| CN100488653C (zh) | 一种制备高室温塑性镁合金板材的方法 | |
| CN102031464B (zh) | 铜-钢纤维铜基复合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |