CN110923595A - 高强镁合金时效强韧化方法 - Google Patents
高强镁合金时效强韧化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110923595A CN110923595A CN201911155099.1A CN201911155099A CN110923595A CN 110923595 A CN110923595 A CN 110923595A CN 201911155099 A CN201911155099 A CN 201911155099A CN 110923595 A CN110923595 A CN 110923595A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnesium alloy
- treatment
- aging
- carrying
- alloy component
- 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.)
- Granted
Links
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- 230000032683 aging Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000007723 die pressing method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 8
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 abstract description 3
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C23/00—Alloys based on magnesium
- C22C23/06—Alloys based on magnesium with a rare earth metal as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
本发明提供了高强镁合金时效强韧化方法，步骤包括：对精密成形镁合金构件进行固溶处理；对固溶处理结束后的镁合金构件进行模压处理，所用模具温度控制为室温；对模压处理结束后的镁合金构件进行时效处理，时效完成后进行冷却处理；所述精密成形镁合金构件中各元素质量百分比为Gd：2~10%、Y：2~8%、Zn：0.3~2%、Zr或Mn：0.2~1%，余量为Mg和不可避免的杂质。本发明能够使镁合金构件中元素Gd、Y及动态析出相Mg5(Gd，Y)充分回溶，为后续的时效提供过饱和固溶体，提高合金的变形能力；本发明能够在镁合金组织内引入大量的孪晶等内部缺陷，为后续的均匀、弥散析出做组织上的准备；本发明不仅可以大幅提高镁合金构件强度，而且能够使镁合金具有优异的断后伸长率。
Description
技术领域
本发明涉及高强镁合金(Mg-Re-Zr/Mn)时效强韧化方法。
背景技术
镁合金作为轻质金属结构材料，具有比强度和比刚度高、阻尼减震性好等优点，在航空航天、汽车、3C等领域有着广阔的应用前景。然而，随着镁合金应用范围的不断扩大，对镁合金的力学性能提出了更高的要求，要求其能够替代2A12中强铝合金，减重增效。
Mg-Re-Zr/Mn合金具有优异的室温及高温力学性能，其变形和时效后的强度普遍大于400MPa，其是最具潜力替代2A12等中强铝合金，但采用常规热处理方法后的Mg-Re-Zr/Mn合金断后伸长率较低，限制了其广泛应用。因此，针对Mg-Re-Zr/Mn合金，提出一种新的时效强韧化方法，在保证其强度的同时，大幅提高其断后伸长率，对于增强镁合金服役性能，扩大镁合金的应用范围具有重要意义。
发明内容
本发明目的在于提供高强镁合金时效强韧化方法，采用该方法处理后的镁合金强度高、断后伸长率高、表面粗糙度低。
为了实现所述目的，本发明采用如下技术方案。
高强镁合金时效强韧化方法，步骤包括：
步骤1：对精密成形镁合金构件进行固溶处理；
步骤2：对固溶处理结束后的镁合金构件进行模压处理，所用模具温度控制为室温；
步骤3：对模压处理结束后的镁合金构件进行时效处理，时效完成后进行冷却处理；
所述精密成形镁合金构件中各元素质量百分比为Gd：2~10%、Y：2~8%、Zn：0.3~2%、Zr或Mn：0.2~1%，余量为Mg和不可避免的杂质。
作为优选，所述精密成形镁合金构件中各元素质量百分比为：Gd、5~9.2%，Y、2~4.5%，Zn、0.8~1.5%，Zr或Mn、0.6~0.7%，余量为Mg和不可避免的杂质。
作为优选，固溶处理步骤中，温度控制为490~510℃，时间控制为1~2h。
作为优选，模压处理步骤中，精密成形镁合金构件的总模压量为2~10%。
作为优选，模压处理步骤中，精密成形镁合金构件的总模压量为5~6%。
作为优选，步骤3中，时效处理包括一级时效处理和二级时效处理；一级时效处理的温度控制为100~130℃，时间控制为4h~30h；二级时效处理的温度控制为190~230℃，时间控制为4h~30h。
作为优选，冷却处理采用强风冷却。
有益效果：一方面，本发明能够使镁合金构件中元素Gd、Y及动态析出相Mg5(Gd，Y)充分回溶，为后续的时效提供过饱和固溶体，提高合金的变形能力；另一方面，本发明能够在镁合金组织内引入大量的孪晶等内部缺陷，为后续的均匀、弥散析出做组织上的准备；本发明能够除去镁合金构件变形应力，促进析出相均匀形核，促进析出相的均匀长大；本发明不仅可以大幅提高镁合金构件强度，而且能够使镁合金具有优异的断后伸长率，解决了镁合金经传统时效工艺处理后强度增加但断后伸长率大幅下降的难题，经本发明处理后的精密成形镁合金（Mg-Re-Zr/Mn合金）构件室温下的抗拉强度可达479-512MPa，断后伸长率可达13-15.3%，表面粗糙度可达IT8级；本发明方法操作简单，易于实施，适合于工业化大规模生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，在此指出以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域普通技术人员根据本发明的内容作出一些简单的或者原理相同的替换或调整，均在本发明的保护范围之内。
实施例1
高强镁合金时效强韧化方法，步骤包括：首先对精密成形的Mg-8.5Gd-4.5Y-1.0Zn-0.6Zr合金构件在500℃的氛围中保温1h进行固溶处理，然后将其置于温度为常温的模具中模压，总模压量控制为6%，再对模压完成后的构件依次进行两级时效处理，一级时效处理过程中的温度控制为110℃、时间控制为12h，二级时效处理过程中的温度控制为190℃、时间控制为30h，时效完成后进行强风冷却。结束后对构件进行力学性能测试，经测，该构件的抗拉强度为512MPa，断后伸长率为13%，表面粗糙度为IT8级。
实施例2
高强镁合金时效强韧化方法，步骤包括：首先对精密成形的Mg-5Gd-2Y-0.8Zn-0.7Mn合金构件在490℃的氛围中保温1h进行固溶处理，然后将其置于温度为常温的模具中模压，总模压量控制为10%，再对模压完成后的构件依次进行两级时效处理，一级时效处理过程中的温度控制为130℃、时间控制为30h，二级时效处理过程中的温度控制为230℃、时间控制为18h，时效完成后进行强风冷却。结束后对构件进行力学性能测试，经测，该构件的抗拉强度为479MPa，断后伸长率为15.3%，表面粗糙度为IT9级。
实施例3
高强镁合金时效强韧化方法，步骤包括：首先对精密成形的Mg-9.2Gd-4.0Y-1.5Zn-0.6Zr合金构件在510℃的氛围中保温2h进行固溶处理，然后将其置于温度为常温的模具中模压，总模压量控制为5%，再对模压完成后的构件依次进行两级时效处理，一级时效处理过程中的温度控制为100℃、时间控制为20h，二级时效处理过程中的温度控制为200℃、时间控制为24h，时效完成后进行强风冷却。结束后对构件进行力学性能测试，经测，该构件的抗拉强度为496MPa，断后伸长率为14.5%，表面粗糙度为IT8级。
该方法能够使镁合金构件中元素Gd、Y及动态析出相Mg5(Gd，Y)充分回溶，为后续的时效提供过饱和固溶体，提高合金的变形能力；该方法能够在镁合金组织内引入大量的孪晶等内部缺陷，为后续的均匀、弥散析出做组织上的准备；该方法能够除去镁合金构件变形应力，促进析出相均匀形核，促进析出相的均匀长大；该方法不仅可以大幅提高镁合金构件强度，而且能够使镁合金具有优异的断后伸长率，由实施例可知，经该方法处理后的精密成形镁合金（Mg-Re-Zr/Mn合金）构件室温下的抗拉强度可达479-512MPa，断后伸长率可达13-15.3%；该方法操作简单，易于实施，适合于工业化大规模生产。
Claims (7)
1.高强镁合金时效强韧化方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1：对精密成形镁合金构件进行固溶处理；
步骤2：对固溶处理结束后的镁合金构件进行模压处理，所用模具温度控制为室温；
步骤3：对模压处理结束后的镁合金构件进行时效处理，时效完成后进行冷却处理；
所述精密成形镁合金构件中各元素质量百分比为Gd：2~10%、Y：2~8%、Zn：0.3~2%、Zr或Mn：0.2~1%，余量为Mg和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述精密成形镁合金构件中各元素质量百分比为：Gd占比5~9.2%，Y占比2~4.5%，Zn占比0.8~1.5%，Zr或Mn占比0.6~0.7%，余量为Mg和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：固溶处理步骤中，温度控制为490~510℃，时间控制为1~2h。
4.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：模压处理步骤中，精密成形镁合金构件的总模压量为2~10%。
5.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：模压处理步骤中，精密成形镁合金构件的总模压量为5~6%。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于：步骤3中，时效处理包括一级时效处理和二级时效处理；一级时效处理的温度控制为100~130℃，时间控制为4h~30h；二级时效处理的温度控制为190~230℃，时间控制为4h~30h。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：冷却处理采用强风冷却。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911155099.1A CN110923595B (zh) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 高强镁合金时效强韧化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911155099.1A CN110923595B (zh) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 高强镁合金时效强韧化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110923595A true CN110923595A (zh) | 2020-03-27 |
| CN110923595B CN110923595B (zh) | 2020-12-29 |
Family
ID=69850698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911155099.1A Active CN110923595B (zh) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 高强镁合金时效强韧化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110923595B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111560550A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-21 | 中南大学 | 一种Mg-Gd-Y稀土镁合金铸锭均匀化热处理方法 |
| CN114381677A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-22 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种稀土镁合金强韧化调控方法 |
| CN114836664A (zh) * | 2022-04-23 | 2022-08-02 | 中国兵器装备集团西南技术工程研究所 | 一种高强高塑耐热镁合金构件及其制备方法 |
| CN115094285A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-09-23 | 山西银光华盛镁业股份有限公司 | 一种耐热高强稀土镁合金材料及制备方法 |
| CN115305373A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-11-08 | 广东省科学院新材料研究所 | 一种形成镁合金基面析出相的方法 |
| CN117127132A (zh) * | 2023-10-26 | 2023-11-28 | 中北大学 | 一种Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金短周期热处理工艺 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0400574A1 (en) * | 1989-05-30 | 1990-12-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fiber reinforced magnesium alloy |
| CN1676646A (zh) * | 2005-04-21 | 2005-10-05 | 上海交通大学 | 高强度耐热镁合金及其制备方法 |
| CN101191168A (zh) * | 2006-11-23 | 2008-06-04 | 北京有色金属研究总院 | 一种镁合金及其制备方法 |
| CN102974675A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-03-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种铝合金钣金件固溶水淬后热成形方法 |
| CN102978552A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-03-20 | 中北大学 | 铸态镁-钆-钇-钕-锆稀土镁合金构件的塑性变形方法 |
| CN104313440A (zh) * | 2014-09-28 | 2015-01-28 | 上海轻合金精密成型国家工程研究中心有限公司 | 一种高性能汽车防撞杆用镁合金管材及其制造方法 |
| CN106148792A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-11-23 | 上海交通大学 | 高强度高Gd含量的变形镁合金及其制备方法 |
| CN107400815A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-11-28 | 山东省科学院新材料研究所 | 一种高性能Mg‑Y‑Mn‑Gd变形镁合金及其制备方法 |
| CN109182864A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-01-11 | 重庆大学 | 高强镁合金型材及其制备工艺与应用 |
-
2019
- 2019-11-22 CN CN201911155099.1A patent/CN110923595B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0400574A1 (en) * | 1989-05-30 | 1990-12-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fiber reinforced magnesium alloy |
| CN1676646A (zh) * | 2005-04-21 | 2005-10-05 | 上海交通大学 | 高强度耐热镁合金及其制备方法 |
| CN101191168A (zh) * | 2006-11-23 | 2008-06-04 | 北京有色金属研究总院 | 一种镁合金及其制备方法 |
| CN102974675A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-03-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种铝合金钣金件固溶水淬后热成形方法 |
| CN102978552A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-03-20 | 中北大学 | 铸态镁-钆-钇-钕-锆稀土镁合金构件的塑性变形方法 |
| CN104313440A (zh) * | 2014-09-28 | 2015-01-28 | 上海轻合金精密成型国家工程研究中心有限公司 | 一种高性能汽车防撞杆用镁合金管材及其制造方法 |
| CN106148792A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-11-23 | 上海交通大学 | 高强度高Gd含量的变形镁合金及其制备方法 |
| CN107400815A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-11-28 | 山东省科学院新材料研究所 | 一种高性能Mg‑Y‑Mn‑Gd变形镁合金及其制备方法 |
| CN109182864A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-01-11 | 重庆大学 | 高强镁合金型材及其制备工艺与应用 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111560550A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-21 | 中南大学 | 一种Mg-Gd-Y稀土镁合金铸锭均匀化热处理方法 |
| CN114381677A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-22 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种稀土镁合金强韧化调控方法 |
| CN114381677B (zh) * | 2021-12-28 | 2022-11-15 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种稀土镁合金强韧化调控方法 |
| CN114836664A (zh) * | 2022-04-23 | 2022-08-02 | 中国兵器装备集团西南技术工程研究所 | 一种高强高塑耐热镁合金构件及其制备方法 |
| CN115094285A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-09-23 | 山西银光华盛镁业股份有限公司 | 一种耐热高强稀土镁合金材料及制备方法 |
| CN115305373A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-11-08 | 广东省科学院新材料研究所 | 一种形成镁合金基面析出相的方法 |
| CN117127132A (zh) * | 2023-10-26 | 2023-11-28 | 中北大学 | 一种Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金短周期热处理工艺 |
| CN117127132B (zh) * | 2023-10-26 | 2024-02-06 | 中北大学 | 一种Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金短周期热处理工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110923595B (zh) | 2020-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110923595B (zh) | 高强镁合金时效强韧化方法 | |
| CN109706336B (zh) | 一种超细晶高强塑性稀土镁合金的低成本制备方法 | |
| CN104046934B (zh) | 制备超细晶镁锌锰合金的方法 | |
| CN109576543B (zh) | 一种利用烘烤改善镁合金长时间服役寿命的方法 | |
| WO2012013154A1 (zh) | 一种非晶合金压铸件及其热处理方法 | |
| CN115161526B (zh) | 一种高塑性弱基面织构镁锂合金及其制备方法 | |
| CN112680641A (zh) | 一种固溶态的含Zn双相镁锂合金及其制备方法和应用 | |
| CN110629137A (zh) | 一种提高变形铝合金综合性能的连续锻造挤压加工新方法 | |
| CN111118351B (zh) | 一种锂离子电池软包装铝塑膜用高性能铝箔及其制备方法 | |
| CN110592504B (zh) | 一种改善合金板材综合性能的热处理方法 | |
| CN110877086B (zh) | 细晶大尺寸镁合金型材的制备方法 | |
| CN115652151B (zh) | 一种适用于热冲压成形成性一体化工艺的6xxx系铝合金板材及其制备方法和应用 | |
| CN105970034A (zh) | 一种铝合金电梯制动盘及其制备方法 | |
| CN110983217B (zh) | 一种镁合金模压时效复合工艺 | |
| CN114438428B (zh) | 一种耐腐蚀铝合金的制备方法 | |
| CN108193101B (zh) | Er、Zr、Si微合金化Al-Mg-Cu合金及其形变热处理工艺 | |
| CN113913660B (zh) | 一种热冷交替轧制制备镁合金板材的方法 | |
| CN115386818A (zh) | 一种Al-Cu-Li系合金热轧板坯的形变热处理方法 | |
| CN111270175B (zh) | 一种高应变速率超塑性稀土镁合金的制备工艺 | |
| Li et al. | Influence of extrusion temperature on microstructure and mechanical properties of Mg-4Y-4Sm-0.5 Zr alloy | |
| CN108977700B (zh) | 一种铝合金板及其制备方法 | |
| CN110669972B (zh) | 一种高强耐蚀镁合金及其制备方法 | |
| CN110747416B (zh) | 一种镁合金构件的增塑工艺 | |
| CN108559898B (zh) | 一种低成本高强韧变形镁合金及其制备方法 | |
| CN110819857A (zh) | 一种轨道列车车体薄壁铝型材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240313 Address after: 400039 Chongqing Jiulongpo Yuzhou Road No. 33 Patentee after: Southwest Institute of technology and engineering of China Ordnance Equipment Group Country or region after: China Address before: 400039 Chongqing Jiulongpo Shiqiaopu Yuzhou Road No. 33 Patentee before: NO 59 Research Institute OF CHINA ORDNACE INDUSTRY Country or region before: China |
|
| TR01 | Transfer of patent right |