CN109023175A - 稀土镁合金的热处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种稀土镁合金的热处理工艺，属于材料加工技术领域。通过先升高到一个较高的温度，使其没有与LPSO相相邻的那些W相先溶解进去基体内部，这样就只剩下与LPSO相邻的那一部分W相，此时基体的晶格会由于溶入溶质原子而发生晶格畸变，但由于温度还较高，溶入的原子还不稳定，此时使环境降温，溶质原子就会聚集在畸变较大的LPSO相周围，破坏原来LPSO相与W相的键合方式，此时只要再升高到一个比较高的温度，那些未溶解的W相就可以顺利的溶解，也方便了LPSO相的下一步转化。

Description

稀土镁合金的热处理工艺

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，特别涉及一种稀土镁合金的热处理工艺。

背景技术

众所周知镁合金作为一种工程材料由于其特殊的性能得到了学者们的广泛重视，且有一部分镁合金已经成功实现工业化，可以批量生产。其比重与塑料相近，刚度、强度不亚于铝，具有较强的抗震、防电磁、导热、导电等优异性能，并且可以全回收无污染，已经在汽车，航天电子产品中得到了一定的应用。但也由于他一些无法忽略的缺点如室温塑性差和不耐蚀等而影响了他更广泛的应用。

通过往镁合金中添加稀土元素形成新相进而改善其性能。最近开发的高性能镁合金涉及具有特殊长周期堆垛（LPSO）结构的强化相的作用。它是一种优良的增强相，迄今为止，它被认为是镁合金中最强的增强相。15年前，一项研究表明，通过非平衡快速凝固工艺制备的纳米晶Mg ₉₇Zn₁Y ₂合金表现出优异的机械性能，这不仅源于晶粒细化，而且源于合金中形成的LPSO相。观察到Mg合金中LPSO结构的形成在不降低室温下的延展性的情况下提高了强度，并且在高温下也保持了优异的强度，这在由任何其他种类的沉淀物组成的Mg合金中是不常见的。2001年，Kawamura等人采用快速凝固粉末冶金技术成功制备了Mg₉₇Y₂Zn₁（at％）合金，其拉伸屈服强度为~600 MPa，室温下伸长率为~5％（RT）。这种新合金的开发是镁合金领域的重大突破。进一步的微观结构研究表明，优越的高性能主要与LPSO相的形成有关。从那时起，许多研究致力于LPSO相增强的Mg-RE-Zn合金。

目前为止发现的LPSO相包括6H, 10H, 14H, 18R, 24R等类型，其存在的位置和形态也各有特点，与W相的共存方式也各不同。由于铸造过程中一些无法避免的缺陷，镁合金往往还需要进行下一步的热处理，从而改善其铸造缺陷并使组织均匀。所以不同的LPSO相固溶处理的结果也不同。

综上所述，相同的热处理工艺并不能适用于各种含LPSO相的合金。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土镁合金的热处理工艺，解决了现有技术存在的上述问题。本发明可以使其LPSO相和W相都能固溶在基体中，从而为下一步的时效处理做一个好的准备。在含有LPSO相的镁合金中一般会同时出现W相。而当LPSO相和W相相间形成时，由于LPSO相具有高温稳定性，所以其也会影响到与他相连的W相，使固溶处理过程中W相不易溶进基体，影响固溶处理的结果，进而影响其后期的时效处理结果。所以本发明提供了一种热处理工艺，可以使W相在固溶处理过程中几乎完全的溶入基体中。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

稀土镁合金的热处理工艺，包括以下步骤：

步骤（1）首先对铸态试样进行切割处理，切割成方形，使其能够受热均匀；

步骤（2）对切割好的试样进行打磨处理，完全磨掉其上的氧化皮，使其表面呈现金属光泽，防止表面的杂志元素通过扩散进入基体，影响固溶处理的结果；

步骤（3）设置真空热处理炉的参数，最高温度设置为520℃，加热时间随炉子的加热速度而变化，当温度升高到520℃之后，保温七个小时，然后设置一个降温过程，降温到360℃，保温十分钟，然后再继续升高温度到500℃，保温两个小时之后取出样品进行淬火处理，水温为室温。

本发明的有益效果在于：不通过其他的繁琐处理，直接通过改变热处理炉的加热程序，得到最好的热处理效果。先升高到一个较高的温度，使其没有与LPSO相相邻的那些W相先溶解进去基体内部，这样就只剩下与LPSO相邻的那一部分W相，此时基体的晶格会由于溶入溶质原子而发生晶格畸变，但由于温度还较高，溶入的原子还不稳定，此时使环境降温，溶质原子就会聚集在畸变较大的LPSO相周围，破坏原来LPSO相与W相的键合方式，此时只要再升高到一个比较高的温度，那些未溶解的W相就可以顺利的溶解，也方便了LPSO相的下一步转化。

具体实施方式

本发明的稀土镁合金的热处理工艺，通过先升高到一个较高的温度，使其没有与LPSO相相邻的那些W相先溶解进去基体内部，这样就只剩下与LPSO相邻的那一部分W相，此时基体的晶格会由于溶入溶质原子而发生晶格畸变，但由于温度还较高，溶入的原子还不稳定，此时使环境降温，溶质原子就会聚集在畸变较大的LPSO相周围，破坏原来LPSO相与W相的键合方式，此时只要再升高到一个比较高的温度，那些未溶解的W相就可以顺利的溶解，也方便了LPSO相的下一步转化。具体实施包括以下步骤：

步骤（1）首先对铸态试样进行切割处理，一般切割成方形，使其能够受热均匀；

步骤（2）对切割好的试样进行打磨处理，完全磨掉其上的氧化皮，使其表面呈现金属光泽，此步骤是为了防止表面的杂志元素通过扩散进入基体，影响固溶处理的结果；

步骤（3）设置真空热处理炉的参数，最高温度设置为520℃，加热时间随炉子的加热速度而变化，当温度升高到520℃之后，保温七个小时，然后设置一个降温过程，降温到360℃，保温十分钟，然后再继续升高温度到500℃，保温两个小时之后取出样品进行淬火处理，水温为室温。

当LPSO相和W相相间形成时，由于LPSO相具有高温稳定性，所以其也会影响到与他相连的W相，使固溶处理过程中W相不易溶进基体，影响固溶处理的结果。使其晶粒长大了之后第二相还没有完全固溶进去，影响性能，并且影响接下来的时效处理结果。本发明提供了一种热处理工艺，可以使W相几乎完全的溶入基体中。

实施例：

镁合金中加入稀土元素可以形成一种长周期堆垛结构。有些在铸造过程中就可形成，有些在铸造完成后的热处理过程中可以形成。另外在镁合金中，还可能会形成两种不同的三元相，W相或者I相，在含有LPSO相的镁合金中一般会同时出现W相。而当LPSO相和W相相间形成时，由于LPSO相具有高温稳定性，所以其也会影响到与他相连的W相，使固溶处理过程中W相不易溶进基体，影响固溶处理的结果，进而影响其后期的时效处理结果。所以本发明提供了一种热处理工艺，可以使W相在固溶处理过程中几乎完全的溶入基体中。

镁合金的热处理工艺参数各有不同，本发明通过先升高到一个较高的温度，使其没有与LPSO相相邻的那些W相先溶解进去基体内部，这样就只剩下与LPSO相邻的那一部分W相，此时基体的晶格会由于溶入溶质原子而发生晶格畸变，但由于温度还较高，溶入的原子还不稳定，此时使他降温，溶质原子就会聚集在畸变较大的LPSO相周围，破坏原来LPSO相与W相的键合方式，此时只要再升高到一个比较高的温度，那些未溶解的W相就可以顺利的溶解，也方便了LPSO相的下一步转化。具体实施包括以下步骤：

步骤（1）首先对铸态试样进行切割处理，一般切割成方形样品，使其能够受热均匀。

步骤（2）对切割好的试样进行打磨处理，完全磨掉其上的氧化皮，使其表面呈现金属光泽。此步骤是为了防止表面的杂志元素通过扩散进入基体，影响固溶处理的结果。

步骤（3）设置真空热处理炉的参数。最高温度设置为520℃，加热时间随炉子的加热速度而变化，当温度升高到520℃之后，保温七个小时，然后设置一个降温过程，降温到360℃，保温十分钟，然后再继续升高温度到500℃，保温两个小时之后取出样品进行淬火处理，水温为室温。

以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种稀土镁合金的热处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（1）首先对铸态试样进行切割处理，切割成方形，使其能够受热均匀；

步骤（2）对切割好的试样进行打磨处理，完全磨掉其上的氧化皮，使其表面呈现金属光泽，防止表面的杂志元素通过扩散进入基体，影响固溶处理的结果；

步骤（3）设置真空热处理炉的参数，最高温度设置为520℃，加热时间随炉子的加热速度而变化，当温度升高到520℃之后，保温七个小时，然后设置一个降温过程，降温到360℃，保温十分钟，然后再继续升高温度到500℃，保温两个小时之后取出样品进行淬火处理，水温为室温。