CN114045421A - 高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金及其制备方法 - Google Patents
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114045421A CN114045421A CN202111383367.2A CN202111383367A CN114045421A CN 114045421 A CN114045421 A CN 114045421A CN 202111383367 A CN202111383367 A CN 202111383367A CN 114045421 A CN114045421 A CN 114045421A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- temperature
- strength
- plasticity
- rolling
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 180
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 179
- 229910019074 Mg-Sn Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 86
- 229910019382 Mg—Sn Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 86
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 12
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 48
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 48
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 36
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 35
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 17
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 57
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 27
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 12
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 10
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 229910020879 Sn-Li Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910008888 Sn—Li Inorganic materials 0.000 description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019743 Mg2Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- -1 manganese, rare earth Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
-
- 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
- C22C23/02—Alloys based on magnesium with aluminium as the next major constituent
-
- 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
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)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
一种高强塑性高热稳定性Mg‑Sn变形合金及其制备方法,成分含Sn 0.5~3.0%,其余为Mg和辅助元素;第一辅助元素为Li,第二辅助元素为Ag、Zn、Mn和Y中的一种或多种,第三辅助元素为Al或Zr;制备方法为:(1)熔炼熔体后浇铸;(2)均匀化热处理;(3)进行塑性变形,制成塑性变形态合金:或者进行固溶处理和淬火处理,然后进行塑性变形,制成塑性变形态合金。本发明合金具有优良的综合力学性能,其热稳定性高;产品的抗拉强度与延伸率综合水平高。本发明合金具有高的强度和延伸率,具有优良的综合力学性能,且合金热稳定性高。
Description
技术领域
本发明属于有色金属材料及冶金领域,特别涉及一种高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金及其制备方法。
背景技术
近年来,随着环境污染和能源浪费等问题的日益凸显,如何开发出轻质高强的新型结构材料从而有效降低汽车、高铁等交通运输工具的CO2排放量,是目前金属加工制造业的发展所面临的一个瓶颈问题。镁是自然界中存在最广的元素之一,位于第8位;镁的化学性质很活泼,纯镁由于力学性能较差、腐蚀性能较差而在工业上的应用比较有限;在镁中添加一些合金元素如铝、锂、锌、猛、稀土、铈和镐等元素可以得到高轻质的结构材料;镁合金密度低、比刚度高、比强度高、阻尼性能好、生物相容性好,在交通运输、航空航天、医疗器械、国防等领域有广泛应用。镁合金是目前密度最小的金属结构材料之一,镁合金由于其诸多的优点和发展潜力,顺应了当前节能减排的时代要求。传统Mg-Sn系镁合金的主要第二相是Mg2Sn,熔点高(770℃),Mg-Sn共晶温度高(561℃);Mg-Sn合金的析出相Mg2Sn(FCC)显微硬度和熔点更高,热稳定性更好,具有高塑性和高热稳定,但强度较低。
铸态的Mg-Sn系合金的绝对强度较低,可通过时效热处理和塑性变形提高一定的强度,但是目前开发出的变形Mg-Sn系合金的屈服强度仍普遍低于250MPa,这是由于Sn元素本身的晶粒细化效果不够,同时形成的Mg2Sn相一般是平行于(0001)基面且第二相的尺寸较大导致的。如何通过时效热处理和塑性变形大幅提高合金的强度,是目前需要研究的重要问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金及其制备方法,通过调节合金成分,诱导纳米析出相,利用第二相颗粒诱导挤压动态再结晶,细化DRX晶粒组织,通过晶粒偏聚元素形成晶界偏聚,阻碍DRX晶粒生长,充分发挥细晶强化作用,使变形合金具有高强塑性的同时,具有高热稳定性。
本发明的高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的成分按质量含量含Sn 0.5~3.0%,其余为Mg和辅助元素;所述的辅助元素为第一辅助元素,或者为第一辅助元素和第二辅助元素,或者为第一辅助元素和第三辅助元素,或者为第一辅助元素、第二辅助元素和第三辅助元素;所述的第一辅助元素为Li,第二辅助元素为Ag、Zn、Mn和Y中的一种或多种,第三辅助元素为Al或Zr。
上述的高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金中,Li的质量含量为0.1~3.0%。
上述的高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金中,当含有Ag时,其质量含量为0.1~2.0%;当含有Zn时,其质量含量为0.1~2.0%;当含有Mn时,其质量含量为0.1~1.5%;当含有Y时,其质量含量为0.1~3.0%;当含有Al时,其质量含量为0.1~5.0%,当含有Zr时,其质量含量为0.1~3.0%。
上述的高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的室温拉伸屈服强度为150~500MPa,抗拉强度为200~550MPa,断后伸长率为5~30%。
本发明的高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的制备方法按以下步骤进行:
(1)按设定成分熔炼合金熔体,然后浇铸制成合金铸锭;
(2)将合金铸锭进行均匀化热处理,制成均匀化铸锭;
(3)将均匀化铸锭进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金:或者将均匀化铸锭依次进行固溶处理和淬火处理,然后进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金。
上述的步骤(1)中,熔炼温度为650~750℃。
上述的步骤(1)中,熔炼完成后精炼2~20min,精炼温度650~750℃。
上述的步骤(2)中,均匀化热处理的温度为250~600℃,时间为1~50h。
上述的步骤(3)中,固溶处理的温度为300~600℃,时间为10~60min。
上述的步骤(3)中,淬火处理是采用0~100℃的水或矿物淬火油进行淬火。
上述的步骤(3)中,塑性变形为挤压、轧制、拉拔和锻造中的一种或几种组合;当进行挤压时,挤压温度为20~450℃,挤压分为单道次挤压或多道次挤压,单道次挤压的挤压比为10~80,多道次挤压的总挤压比为10~200;当进行轧制时,轧制温度为-180~400℃,轧制分为单道次轧制或多道次轧制,单道次轧制的变形量为2~60%,多道次轧制的总变形量为10~99%;当进行拉拔时,拉拔温度为110~400℃,拉拔分为单道次拉拔或多道次拉拔,单道次拉拔的加工率为5~40%,多道次拉拔的总加工率为60~99%;当进行锻造时,锻造温度为250~450℃,变形量为10~90%;当塑性变形由挤压、轧制、拉拔和锻造中两种以上的变形方式进行组合时,其中的挤压、轧制和拉拔均为单道次挤压、单道次轧制和单道次拉拔。
上述的步骤(3)中,均匀化铸锭进行塑性变形后,制成塑性变形态合金时,将塑性变形态合金依次进行固溶处理和淬火处理,再进行时效处理,制成时效态Mg-Sn变形合金。
上述的步骤(3)中,将均匀化铸锭依次进行固溶处理和淬火处理,然后进行塑性变形,制成塑性变形态合金时,将塑性变形态合金进行时效处理,制成时效态Mg-Sn变形合金。
上述的步骤(3)中,将均匀化铸锭依次进行固溶处理和淬火处理,然后进行塑性变形,制成塑性变形态合金时,将塑性变形态合金进行预时效处理,然后重复进行一次塑性变形,再进行时效处理,制成时效态Mg-Sn变形合金。
上述的时效处理的温度为150~250℃,时间为100~1000h。
上述的预时效处理的温度为50~250℃,时间为5~120min。
上述方法中,当轧制温度在-180~-100℃时,该轧制为深冷轧制,每道次轧制前待轧制材料放置于液氮中降温,放置时间为1~50min。
上述的步骤(3)中,高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的镁合金的晶粒尺寸<20μm,析出相的直径<30nm,所述的析出相为Mg-Sn-Li和/或Mg-Sn。
本发明的Mg-Sn变形合金的制备方法能够通过固溶处理得到Mg基单相固溶体,通过时效处理析出大量纳米尺度的新型Mg-Sn-Li/Mg-Sn析出相,产生显著的时效强化效果;Zr和Mn元素的添加,使得动态再结晶晶粒细化;晶界偏聚元素Ag、Zn的添加可阻碍动态再结晶晶粒的长大,进一步提高合金强度,且保持较高的塑性,使合金具有优良的综合力学性能;通过添加Zr、Mn元素可细化动态再结晶晶粒,添加Ag、Zn元素可阻碍晶粒长大,进一步细化晶粒,合金具有高的抗拉强度和延伸率,具有好的综合力学性能;与塑性变形态相比,长时间时效后合金仍具有高强塑性且变化较小,其热稳定性高;
附图说明
图1为本发明实施例1中塑性变形态合金和时效态变形合金的工程应力-应变曲线图;图中,▲为塑性变形态合金,●为时效态变形合金;
图2为本发明实施例2中塑性变形态合金和时效态变形合金的工程应力-应变曲线图;图中,▲为塑性变形态合金,●为时效态变形合金;
图3为本发明实施例3中塑性变形态合金和时效态变形合金的工程应力-应变曲线图;图中,▲为塑性变形态合金,●为时效态变形合金;
图4为本发明实施例4中塑性变形态合金和时效态变形合金的工程应力-应变曲线图;图中,▲为塑性变形态合金,●为时效态变形合金。
具体实施方式
本发明实施例中采用的矿物淬火油为市购产品。
本发明实施例中性能测试采用GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分,室温试验方法》。
本发明并不局限于以下的实施例,可以在不变更要旨的范围内进行恰当变更而加以实施,包括但不限于将所述合金的塑性变形态和时效态加工为棒材、线材、型材和板材等。
实施例1
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的成分按质量含量含Sn 1%,其余为Mg和辅助元素;所述的辅助元素为第一辅助元素Li,和第三辅助元素Al;Li的质量含量为1.5%;Al的质量含量为3%;
制备方法为:
按设定成分熔炼合金熔体,熔炼温度为700℃,熔炼完成后精炼10min,精炼温度700℃,然后浇铸制成合金铸锭;
将合金铸锭进行均匀化热处理,均匀化热处理的温度为300℃,时间为20h,制成均匀化铸锭;
将均匀化铸锭进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金:将塑性变形态合金依次进行固溶处理和淬火处理,再进行时效处理,制成时效态Mg-Sn变形合金;固溶处理的温度为400℃,时间为30min;淬火处理是采用20℃的水进行淬火;时效处理的温度为200℃,时间为200h;塑性变形为单道次轧制,轧制温度为300~380℃,变形量为30%;
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的镁合金的晶粒尺寸<20μm,析出相的直径<30nm,所述的析出相为Mg-Sn-Li和Mg-Sn;高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的室温拉伸屈服强度为263MPa,抗拉强度为315MPa,断后伸长率为7%;
塑性变形态合金和时效态变形合金的工程应力-应变曲线如图1所示;由图可见,塑性变形态合金具有高的强度和塑性。时效态合金具有高的强度和塑性,且与塑性变形态相比性能变化较小,因而本实施例合金具有高强塑性和高热稳定性。
实施例2
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的成分按质量含量含Sn 2.5%,其余为Mg和辅助元素;所述的辅助元素为第一辅助元素Li、第二辅助元素Ag、第二辅助元素Zn和第三辅助元素Al;Li的质量含量为1.5%;Al的质量含量为3%,Ag的质量含量为0.5%,Zn的质量含量为1%;
制备方法为:
按设定成分熔炼合金熔体,熔炼温度为680℃,熔炼完成后精炼19min,精炼温度680℃,然后浇铸制成合金铸锭;
将合金铸锭进行均匀化热处理,均匀化热处理的温度为410℃,时间为80h,制成均匀化铸锭;
将均匀化铸锭进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金:将塑性变形态合金依次进行固溶处理和淬火处理,再进行时效处理,制成时效态Mg-Sn变形合金;固溶处理的温度为350℃,时间为50min;淬火处理是采用60℃的水进行淬火;时效处理的温度为250℃,时间为100h;塑性变形为单道次挤压,挤压温度为200℃,挤压比为40;
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的镁合金的晶粒尺寸<20μm,析出相的直径<30nm,所述的析出相为Mg-Sn-Li和Mg-Sn;高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的室温拉伸屈服强度为245MPa,抗拉强度为267MPa,断后伸长率为13%;
塑性变形态合金和时效态变形合金的工程应力-应变曲线如图2所示。
实施例3
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的成分按质量含量含Sn 1%,其余为Mg和辅助元素;所述的辅助元素为第一辅助元素Li、第二辅助元素Mn和第三辅助元素Zr;Li的质量含量为1.5%;Zr的质量含量为2%,Mn的质量含量为1%;
制备方法为:
按设定成分熔炼合金熔体,熔炼温度为680℃,熔炼完成后精炼10min,精炼温度680℃,然后浇铸制成合金铸锭;
将合金铸锭进行均匀化处理,均匀化热处理的温度为300℃,时间为40h,制成均匀化铸锭;
将均匀化铸锭进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金:将塑性变形态合金依次进行固溶处理和淬火处理,再进行时效处理,制成时效态Mg-Sn变形合金;固溶处理的温度为340℃,时间为40min;淬火处理是采用30℃的水进行淬火;时效处理的温度为150℃,时间为500h;塑性变形为单道次拉拔,拉拔温度为240℃,加工率为30%;
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的室温拉伸屈服强度为275MPa,抗拉强度为321MPa,断后伸长率为14%;高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的镁合金的晶粒尺寸<20μm,析出相的直径<30nm,所述的析出相为Mg-Sn-Li和Mg-Sn;
塑性变形态合金和时效态变形合金的工程应力-应变曲线如图3所示。
实施例4
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的成分按质量含量含Sn 2.5%,其余为Mg和辅助元素;所述的辅助元素为第一辅助元素Li、第二辅助元素Y和第三辅助元素Al;Li的质量含量为3%;Al的质量含量为3%,Y的质量含量为0.5%;
制备方法为:
按设定成分熔炼合金熔体,熔炼温度为690℃,熔炼完成后精炼11min,精炼温度690℃,然后浇铸制成合金铸锭;
将合金铸锭进行均匀化处理,均匀化热处理的温度为550℃,时间为2h,制成均匀化铸锭;
将均匀化铸锭进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金:将塑性变形态合金依次进行固溶处理和淬火处理,再进行时效处理,制成时效态Mg-Sn变形合金;固溶处理的温度为400℃,时间为40min;淬火处理是采用100℃的水进行淬火;时效处理的温度为150℃,时间为800h;塑性变形为单道次锻造,锻造温度为350℃,变形量为15%;
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的室温拉伸屈服强度为250MPa,抗拉强度为322MPa,断后伸长率为7%;高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的镁合金的晶粒尺寸<20μm,析出相的直径<30nm,所述的析出相为Mg-Sn-Li和Mg-Sn;
塑性变形态合金和时效态变形合金的工程应力-应变曲线如图4所示。
实施例5
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的成分同实施例1,不同点在于:按质量含量含Sn2%,Li的质量含量为1.8%;Al的质量含量为2%;
方法同实施例1,不同点在于:
(1)熔炼温度为650℃,熔炼完成后精炼20min,精炼温度650℃;
(2)均匀化热处理的温度为330℃,时间为30h;
(3)将均匀化铸锭依次进行固溶处理和淬火处理,然后进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金;将塑性变形态合金进行时效处理,制成时效态变形合金:固溶处理的温度为500℃,时间为20min;淬火处理是采用50℃的水进行淬火;时效处理的温度为150℃,时间为400h;塑性变形为单道次轧制;轧制温度为320~400℃,变形量为42%;
(4)高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的室温拉伸屈服强度为303MPa,抗拉强度为352MPa,断后伸长率为15%。
实施例6
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的成分同实施例1,不同点在于:按质量含量含Sn1.5%,Li的质量含量为2%;Al的质量含量为4.5%;
方法同实施例1,不同点在于:
(1)熔炼温度为750℃,熔炼完成后精炼5min,精炼温度750℃;
(2)均匀化热处理的温度为360℃,时间为18h;
(3)将均匀化铸锭依次进行固溶处理和淬火处理,然后进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金;将塑性变形态合金进行时效处理,重复进行一次塑性变形,再进行时效处理,制成时效态变形合金:
固溶处理的温度为450℃,时间为25min;淬火处理是采用0℃的水进行淬火;时效处理的温度为250℃,时间为100h;预时效处理的温度为150℃,时间为50min;塑性变形为单道次轧制,轧制温度为150~330℃,变形量为15%;
(4)高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的室温拉伸屈服强度为295MPa,抗拉强度为348MPa,断后伸长率为11%。
实施例7
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的成分同实施例2,不同点在于:按质量含量含Sn2%,Li的质量含量为1.8%;Al的质量含量为2%,Ag的质量含量为1%,Zn的质量含量为0.5%;
方法同实施例2,不同点在于:
(1)熔炼温度为710℃,熔炼完成后精炼8min,精炼温度710℃;
(2)均匀化热处理的温度为400℃,时间为15h;
(3)将均匀化铸锭依次进行固溶处理和淬火处理,然后进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金;将塑性变形态合金进行时效处理,制成时效态变形合金:固溶处理的温度为360℃,时间为45min;淬火处理是采用25℃的水进行淬火;时效处理的温度为150℃,时间为500h;塑性变形为单道次挤压,挤压温度150℃,挤压比为12;
(4)高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的室温拉伸屈服强度为280MPa,抗拉强度为341MPa,断后伸长率为13%。
实施例8
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的成分同实施例2,不同点在于:按质量含量含Sn3%,Li的质量含量为0.5%;Al的质量含量为4.5%,Ag的质量含量为1.5%,Zn的质量含量为1.5%;
方法同实施例2,不同点在于:
(1)熔炼温度为730℃,熔炼完成后精炼3min,精炼温度730℃;
(2)均匀化热处理的温度为460℃,时间为3h;
(3)将均匀化铸锭依次进行固溶处理和淬火处理,然后进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金;将塑性变形态合金进行预时效处理,重复进行一次塑性变形,再进行时效处理,制成时效态变形合金;固溶处理的温度为390℃,时间为35min;淬火处理是采用80℃的水进行淬火;时效处理的温度为220℃,时间为200h;预时效处理的温度为220℃,时间为20min;塑性变形为单道次挤压,挤压温度为350℃,挤压比为70;
(4)高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的室温拉伸屈服强度为291MPa,抗拉强度为345MPa,断后伸长率为12%。
实施例9
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的成分同实施例3,不同点在于:按质量含量含Sn0.5%,Li的质量含量为1%;Zr的质量含量为1.5%,Mn的质量含量为0.5%;
方法同实施例3,不同点在于:
(1)熔炼温度为690℃,熔炼完成后精炼8min,精炼温度690℃;
(2)均匀化热处理的温度为350℃,时间为30h;
(3)将均匀化铸锭依次进行固溶处理和淬火处理,然后进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金;将塑性变形态合金进行时效处理,制成时效态变形合金:固溶处理的温度为320℃,时间为50min;淬火处理是采用35℃的水进行淬火;时效处理的温度为180℃,时间为400h;塑性变形为单道次拉拔,拉拔温度为220℃,加工率为25%;
(4)高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的室温拉伸屈服强度为305MPa,抗拉强度为358MPa,断后伸长率为13%。
实施例10
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的成分同实施例3,不同点在于:按质量含量含Sn1.5%,Li的质量含量为2%;Zr的质量含量为2.5%,Mn的质量含量为1.5%;
(1)熔炼温度为700℃,熔炼完成后精炼6min,精炼温度700℃;
(2)均匀化热处理的温度为300℃,时间为20h;
(3)将均匀化铸锭依次进行固溶处理和淬火处理,然后进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金;将塑性变形态合金进行预时效处理,重复进行一次塑性变形,再进行时效处理,制成时效态变形合金:固溶处理的温度为300℃,时间为60min;淬火处理是采用25℃的水进行淬火;时效处理的温度为200℃,时间为300h;预时效处理的温度为200℃,时间为80min;塑性变形为单道次拉拔,拉拔温度为200℃,加工率为20%;
(4)高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的室温拉伸屈服强度为310MPa,抗拉强度为361MPa,断后伸长率为14%。
实施例11
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的成分同实施例4,不同点在于按质量含量含Sn 2%,Li的质量含量为2.5%;Al的质量含量为1.5%,Y的质量含量为3%;
方法同实施例4,不同点在于:
(1)熔炼温度为710℃,熔炼完成后精炼9min,精炼温度710℃;
(2)均匀化热处理的温度为500℃,时间为5h;
(3)将均匀化铸锭依次进行固溶处理和淬火处理,然后进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金;将塑性变形态合金进行时效处理,制成时效态变形合金:固溶处理的温度为350℃,时间为50min;淬火处理是采用90℃的水进行淬火;时效处理的温度为180℃,时间为400h;塑性变形为单道次锻造,锻造温度为380℃,变形量为15%;
(4)高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的室温拉伸屈服强度为315MPa,抗拉强度为363MPa,断后伸长率为16%。
实施例12
高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的成分同实施例4,不同点在于按质量含量含Sn 3%,Li的质量含量为0.5%;Al的质量含量为2%,Y的质量含量为1%;
方法同实施例4,不同点在于:
(1)熔炼温度为730℃,熔炼完成后精炼7min,精炼温度730℃;
(2)均匀化热处理的温度为580℃,时间为3h;
(3)将均匀化铸锭依次进行固溶处理和淬火处理,然后进行塑性变形,,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金;将塑性变形态合金进行预时效处理,重复进行一次塑性变形,再进行时效处理,制成时效态变形合金:固溶处理的温度为300℃,时间为60min;淬火处理是采用20℃的矿物淬火油进行淬火;时效处理的温度为210℃,时间为200h;预时效处理的温度为210℃,时间为90min;塑性变形为单道次锻造,锻造温度为400℃,变形量为20%;
(4)高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的室温拉伸屈服强度为320MPa,抗拉强度为368MPa,断后伸长率为17%。
Claims (10)
1.一种高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金,其特征在于成分按质量含量含Sn 0.5~3.0%,其余为Mg和辅助元素;所述的辅助元素为第一辅助元素,或者为第一辅助元素和第二辅助元素,或者为第一辅助元素和第三辅助元素,或者为第一辅助元素、第二辅助元素和第三辅助元素;所述的第一辅助元素为Li,第二辅助元素为Ag、Zn、Mn和Y中的一种或多种,第三辅助元素为Al或Zr。
2.根据权利要求1所述的高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金,其特征在于Li的质量含量为0.1~3.0%。
3.根据权利要求1所述的高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金,其特征在于当含有Ag,其质量含量为0.1~2.0%;当含有Zn时,其质量含量为0.1~2.0%;当含有Mn时,其质量含量为0.1~1.5%;当含有Y时,其质量含量为0.1~3.0%;当含有Al时,其质量含量为0.1~5.0%,当含有Zr时,其质量含量为0.1~3.0%。
4.一种权利要求1所述的高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的制备方法,其特征在于按以下步骤进行:
(1)按设定成分熔炼合金熔体,然后浇铸制成合金铸锭;
(2)将合金铸锭进行均匀化热处理,制成均匀化铸锭;
(3)将均匀化铸锭进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金:或者将均匀化铸锭依次进行固溶处理和淬火处理,然后进行塑性变形,制成塑性变形态合金,作为高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金。
5.根据权利要求4所述的高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的制备方法,其特征在于步骤(1)中,熔炼温度为650~750℃。
6.根据权利要求4所述的高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的制备方法,其特征在于步骤(2)中,均匀化热处理的温度为250~600℃,时间为1~50h。
7.根据权利要求4所述的高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的制备方法,其特征在于步骤(3)中,固溶处理的温度为300~600℃,时间为10~60min。
8.根据权利要求4所述的高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的制备方法,其特征在于步骤(3)中,淬火处理是采用0~100℃的水或矿物淬火油进行淬火。
9.根据权利要求4所述的高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的制备方法,其特征在于步骤(3)中,塑性变形为挤压、轧制、拉拔和锻造中的一种或几种组合;当进行挤压时,挤压温度为20~450℃,挤压分为单道次挤压或多道次挤压,单道次挤压的挤压比为10~80,多道次挤压的总挤压比为10~200;当进行轧制时,轧制温度为-180~400℃,轧制分为单道次轧制或多道次轧制,单道次轧制的变形量为2~60%,多道次轧制的总变形量为10~99%;当进行拉拔时,拉拔温度为110~400℃,拉拔分为单道次拉拔或多道次拉拔,单道次拉拔的加工率为5~40%,多道次拉拔的总加工率为60~99%;当进行锻造时,锻造温度为250~450℃,变形量为10~90%;当塑性变形由挤压、轧制、拉拔和锻造中两种以上的变形方式进行组合时,其中的挤压、轧制和拉拔均为单道次挤压、单道次轧制和单道次拉拔。
10.根据权利要求9所述的高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金的制备方法,其特征在于当轧制温度在-180~-100℃时,该轧制为深冷轧制,每道次轧制前待轧制材料放置于液氮中降温,放置时间为1~50min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111383367.2A CN114045421A (zh) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | 高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111383367.2A CN114045421A (zh) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | 高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114045421A true CN114045421A (zh) | 2022-02-15 |
Family
ID=80210460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111383367.2A Pending CN114045421A (zh) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | 高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114045421A (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008145244A2 (en) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Acrostak Corp. Bvi | Magnesium-based alloy |
CN103114231A (zh) * | 2013-03-07 | 2013-05-22 | 重庆大学 | 一种Mg-Sn-Al变形镁合金及其制备方法 |
CN103290285A (zh) * | 2013-05-23 | 2013-09-11 | 重庆大学 | 一种镁-锌-锰-锡-钇合金及其制备方法 |
CN107338379A (zh) * | 2017-07-12 | 2017-11-10 | 北京科技大学 | 一种镁‑锡‑锌‑铝‑锰变形镁合金及其制备方法 |
CN108193108A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 重庆大学 | 一种力学性能好的Mg-Sn-Y合金材料及其制备方法 |
CN108796324A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-11-13 | 重庆大学 | 一种室温高塑性镁-锡-钇-锆合金及其制备方法 |
CN110284031A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-09-27 | 北京科技大学 | 一种可快速时效强化的Mg-Sn-Li系镁合金及其制备方法 |
-
2021
- 2021-11-22 CN CN202111383367.2A patent/CN114045421A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008145244A2 (en) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Acrostak Corp. Bvi | Magnesium-based alloy |
CN103114231A (zh) * | 2013-03-07 | 2013-05-22 | 重庆大学 | 一种Mg-Sn-Al变形镁合金及其制备方法 |
CN103290285A (zh) * | 2013-05-23 | 2013-09-11 | 重庆大学 | 一种镁-锌-锰-锡-钇合金及其制备方法 |
CN107338379A (zh) * | 2017-07-12 | 2017-11-10 | 北京科技大学 | 一种镁‑锡‑锌‑铝‑锰变形镁合金及其制备方法 |
CN108193108A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 重庆大学 | 一种力学性能好的Mg-Sn-Y合金材料及其制备方法 |
CN108796324A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-11-13 | 重庆大学 | 一种室温高塑性镁-锡-钇-锆合金及其制备方法 |
CN110284031A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-09-27 | 北京科技大学 | 一种可快速时效强化的Mg-Sn-Li系镁合金及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101805858B (zh) | Li-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN101805857B (zh) | Be-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN101805855B (zh) | Co-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN114045421A (zh) | 高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金及其制备方法 | |
CN101805851B (zh) | W-re高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021371B (zh) | Co-Cr-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN110453124B (zh) | 含锡镁合金及其制备和加工方法 | |
CN102021434A (zh) | 以C变质的Nb-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021410B (zh) | 高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021367B (zh) | Be-Mo-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021369B (zh) | Be-Li-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021374B (zh) | Co-Nb-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021417B (zh) | 以C变质的Sc-Co-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN101805859B (zh) | Nb-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021398B (zh) | Ag-Nb-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021453B (zh) | 以C变质的Ni-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021376B (zh) | Cr-Nb-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN113512673B (zh) | 一种Al-Cu-Mn-Sn合金及其热处理工艺和应用 | |
CN102021389B (zh) | 以C变质的Be-Cr-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021437B (zh) | Ag-Cr-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021407B (zh) | 以C变质的Ni-W-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021413B (zh) | 以C变质的Nb-W-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021391B (zh) | 以C变质的Be-Ni-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021368B (zh) | Be-W-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 | |
CN102021450B (zh) | 以C变质的Co-RE高强耐热铝合金材料及其制备方法 |
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 | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220215 |