CN114045421A - 高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金及其制备方法 - Google Patents

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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

高强塑性高热稳定性Mg-Sn变形合金及其制备方法
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。
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