CN115011824A - 一种高强度和高抗蠕变性能镁合金及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高强度和高抗蠕变性能镁合金及其制备方法和应用，属于镁合金制造技术领域。本发明提供的高强度和高抗蠕变性能镁合金的制备方法，包括以下步骤：(1)将镁合金的原料依次进行熔化和铸造，得到镁合金铸锭；(2)将所述步骤(1)得到的镁合金铸锭依次进行均匀化处理、挤压开坯、中间退火和锻造成型，得到镁合金。实施例的结果显示，本发明提供的镁合金的屈服强度为120～150MPa，抗拉强度为330～360MPa，稳态蠕变速率为2.0×10^‑8s^‑1～5.0×10^‑8s^‑1，同等蠕变条件下，相比于未经过处理的镁合金，本发明提供的的镁合金稳态蠕变速率降低了2～3个数量级，抗拉强度和屈服强度得到了提升。

Description

一种高强度和高抗蠕变性能镁合金及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及镁合金制造技术领域，尤其涉及一种高强度和高抗蠕变性能镁合金及其制备方法和应用。

背景技术

镁合金作为最轻质的金属结构材料，因其比重轻、比强度比刚度高、阻尼减振能力强和易于回收利用等优点，被誉为21世纪“绿色结构材料”，广泛应用于汽车和航天飞行器中。但是镁合金的强度和高温抗蠕变性能差不佳，严重阻碍其在航空航天、军工、汽车及其它行业中的应用。因此，提高镁合金的强度和高温抗蠕变性能是近年来发展镁合金材料的重要研究方向。

现有的高强抗蠕变镁合金主要是通过添加大量稀土元素，然后通过高合金化的方法，利用固溶处理或者时效处理等手段引入析出相来限制位错运动和强化晶界，但是常用稀土镁合金中稀土的比重较高，例如发明专利1涉及一种抗冲击抗蠕变镁合金结构件及其制备方法，该镁合金结构件的锑含量为0.5-3.0wt.％；发明专利2涉及一种抗蠕变镁合金及其制备方法，该抗蠕变镁合金中Y含量为1.5-10wt.％，Zr含量为0.15-2.0wt.％，Nd含量为0.3-2.0wt.％，Gd含量为2.5-8wt.％，及Sm，Dy，Tb，Ho，Er，Tm和Eu中的一种或几种，其中：0-1.5wt.％Sm，0-5wt.％Dy，0-5wt.％Tb，0-5wt.％Ho，0-5wt.％Er，0-5wt.％Tm，0-5wt.％Eu，其余为Mg；发明专利3涉及一种高强度抗蠕变镁合金及其制备方法，该镁合金包括Y：6-12％，Gd：1-6％。然而这些稀土镁合金中的析出相大多数都是沿柱面析出，对基面位错的阻碍效果不佳，并且随着蠕变温度升高或服役时间增加，析出相会重新溶解或者粗化，对抗蠕变性能的改善效果并不理想。虽然通过后续合理的加工方式来调控镁合金的组织能够进一步提升镁合金强度与抗蠕变性能，但是大规模添加稀土元素后，却会影响材料的加工能力，在加工过程中动态再结晶发生缓慢、再结晶体积百分数下降严重，残余大晶粒和强变形织构很难通过再结晶退火消除，导致高合金化镁合金组织不均匀，对大规格镁合金部件的生产成本、高温长时间安全使用带来损害。此外，镁合金中加入的元素种类和含量越多，合金化程度越高，镁合金的低密度优势就会损失越严重，还会不可避免地提高制造成本，加入的Sb等元素对人体及环境还具有毒性。针对以上问题，预计今后镁合金的研发趋势也将由传统的重视“成分和合金化”逐步向重视“组织优化工艺”转变。

因此，提供一种能够使镁合金合金化程度低、稀土元素添加量少的同时，提高其强度和抗蠕变性能的加工方法，成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度和高抗蠕变性能镁合金及其制备方法和应用，本发明提供的镁合金具有屈服强度和抗拉强度高，高抗蠕变性能好，且合金元素少，轻质优势损害低。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高强度和高抗蠕变性能镁合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镁合金的原料依次进行熔化和铸造，得到镁合金铸锭；

(2)将所述步骤(1)得到的镁合金铸锭依次进行均匀化处理、挤压开坯、中间退火和锻造成型，得到镁合金。

优选地，所述步骤(1)中熔化的温度为720～740℃，熔化的气氛为保护气氛。

优选地，所述步骤(1)中铸造的方式为半连续铸造，铸造的温度为700～720℃，铸造的电磁频率为40～45Hz，铸造的速度为150～200mm/min，铸造的水量为16m³/h。

优选地，所述步骤(2)中均匀化处理的温度为500～520℃，均匀化处理的时间为20～24h。

优选地，所述步骤(2)中挤压开坯的温度为250～300℃，挤压开坯的挤压比为(10～15)：1，挤压开坯的挤压速度为1～5mm/s，挤压开坯的方式为单道次挤压。

优选地，所述步骤(2)中中间退火的温度为450～480℃，中间退火的时间为1～3h。

优选地，所述步骤(2)中锻造成型的温度为350～450℃，锻造成型的压下量为30～40％，锻造成型的变形速率为1×10^-3s^-1～1×10^-1s^-1，锻造成型的方向平行于挤压方向。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备的镁合金，所述镁合金的组织为动态再结晶细晶和未动态再结晶粗晶组成的混合双峰组织，其中动态再结晶体积分数为15％～30％。

优选地，按质量百分比计，所述镁合金包括Mn：≤1％，稀土元素：≤1％，和余量的Mg，所述稀土元素包括Ce、Y、Gd和Nd中的任意一种。

本发明提供了上述技术方案所述的镁合金在航空航天、军工和汽车行业中的应用。

本发明提供了一种高强度和高抗蠕变性能镁合金的制备方法，包括以下步骤：(1)将镁合金的原料依次进行熔化和铸造，得到镁合金铸锭；(2)将所述步骤(1)得到的镁合金铸锭依次进行均匀化处理、挤压开坯、中间退火和锻造成型，得到镁合金。本发明先利用挤压开坯消除镁合金铸锭铸态组织中的铸造缺陷，均匀化组织，同时使铸锭内部产生大量位错和畸变能，能够诱发动态再结晶，细化晶粒；然后通过中间退火处理进一步均匀化挤压组织，在退火过程中，晶粒发生均匀长大，从而提升材料的高温抗蠕变性能，经过中间退火处理的组织，在后续高温锻造过程中能够保持组织稳定，并降低锻造过程中的流变应力，从而保证锻造的顺利进行；再通过锻造处理能够得到由动态再结晶的小晶粒和未动态再结晶的大晶粒组成的混合双峰组织，在大晶粒内部引入了大量位错，包括一系列的小角度晶界和亚晶界，进一步增加材料内部的畸变能，从而强化镁合金，同时这些高密度位错能够为第二相析出提供大量的形核点，蠕变过程中，在温度和外部应力的作用下，能够从固溶体中动态析出大量弥散分布的第二相，这些弥散分布的第二相能够强烈地钉扎晶界、阻碍晶界移动和位错运动；此外，蠕变过程中的元素偏聚行为能够提升晶界的强度并降低晶界的可动性，这样一来动态再结晶小晶粒则能够通过增加晶界面积，在位错运动过程中起到阻碍和吸收位错的作用，减小位错运动的空间，最终更进一步提升材料的抗蠕变性能。实施例的结果显示，本发明提供的镁合金的屈服强度为120～150MPa，抗拉强度为330～360MPa，稳态蠕变速率为2.0×10^-8s^-1～5.0×10^-8s^-1，同等蠕变条件下，相比于未经过处理的镁合金，本发明提供的的镁合金稳态蠕变速率降低了2～3个数量级，抗拉强度得到了提升，且屈服强度未受到影响；镁合金中仅仅加入了微量的Mn元素和稀土元素以净化熔体、提高强度，对镁合金轻质优势损害非常少。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的镁合金的EBSD图。

具体实施方式

本发明提供了一种高强度和高抗蠕变性能镁合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镁合金的原料依次进行熔化和铸造，得到镁合金铸锭；

(2)将所述步骤(1)得到的镁合金铸锭依次进行均匀化处理、挤压开坯、中间退火和锻造成型，得到镁合金。

本发明将镁合金的原料依次进行熔化和铸造，得到镁合金铸锭。

在本发明中，所述镁合金的原料优选包括纯镁、镁锰中间合金和镁稀土中间合金；所述镁稀土中间合金优选包括Mg-Ce中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Gd中间合金和Mg-Nd中间合金中的任意一种。本发明对所述纯镁、镁锰中间合金和镁稀土中间合金的具体用量没有特殊的限定，能够使镁合金铸锭的成分符合要求即可。

本发明对所述镁合金的原料的具体来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品或者自行制备均可。

在本发明中，所述熔化的温度优选为720～740℃，更优选为730℃；所述熔化的气氛优选为保护气氛，更优选为氩气或氦气。本发明对所述熔化的时间没有特殊的限定，能够使原料充分熔化即可。本发明通过在上述温度下进行熔化，既能够保证原料充分熔化，同时可以防止温度过高造成的烧损过大。

在本发明中，所述熔化的步骤优选为在保护气氛中先将纯镁熔化，得到镁熔液，然后在搅拌条件下向所述镁熔液中加入镁锰中间合金，得到镁锰二元合金熔液，最后向所述镁锰二元合金熔液中加入镁稀土中间合金，得到镁合金熔液。本发明通过上述熔化的步骤能够使原料充分熔化并混合均匀。

在本发明中，所述铸造的方式优选为半连续铸造；所述铸造的温度优选为700～720℃，更优选为700℃；所述铸造的电磁频率优选为40～45Hz，更优选为42～44Hz；所述铸造的速度优选为150～200mm/min，更优选为160～180mm/min；所述铸造的水量优选为16m³/h。本发明采用半连续铸造的方式，可以提高结晶速度，改善镁合金铸锭的晶内结构，减少化学区域的成分偏析和氧化夹杂，提高铸锭的纯净度和力学性能；通过将半连续铸造的参数控制在上述范围内，可以进一步提高镁合金铸锭的致密性，减少铸锭内部的缺陷，从而进一步提高铸锭的力学性能。

得到镁合金铸锭后，本发明将所述镁合金铸锭依次进行均匀化处理、挤压开坯、中间退火和锻造成型，得到镁合金。

在本发明中，所述均匀化处理的温度优选为500～520℃，更优选为500～510℃；所述均匀化处理的时间优选为20～24h，更优选为21～23h，进一步优选为22h。本发明对升温至所述均匀化处理温度的升温速率没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定即可。本发明通过进行均匀化处理，可以改善镁合金铸锭的内部组织，为后续的挤压开坯打下基础。

均匀化处理结束后，本发明优选将所述均匀化处理的产物冷却至挤压开坯的温度，然后进行挤压开坯。本发明对所述冷却的速率没有特殊限定，空冷、随炉冷却均可。

在本发明中，所述挤压开坯的温度优选为250～300℃，更优选为260～280℃；所述挤压开坯的挤压比优选为(10～15)：1，更优选为(11～14)：1，进一步优选为(12～13)：1；所述挤压开坯的挤压速度优选为1～5mm/s，更优选为2～4mm/s，进一步优选为2～3mm/s；所述挤压开坯的方式优选为单道次挤压。本发明将挤压开坯的参数控制在上述范围内，可以进一步使铸锭内部产生大量位错和畸变能，从而提高镁合金的抗蠕变性能。

挤压开坯结束后，本发明优选将所述挤压开坯的产物升温至中间退火的温度进行中间退火。本发明对所述升温的速率没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定即可。

在本发明中，所述中间退火的温度优选为450～480℃，更优选为460～470℃；所述中间退火的时间优选为1～3h，更优选为1.5～2.5h，进一步优选为2h。本发明对所述中间退火的冷却方式和冷却速率没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定即可。本发明将中间退火的参数控制在上述范围内，可以进一步使晶粒发生均匀长大从而提升材料的高温抗蠕变性能。

在本发明中，所述锻造成型的温度优选为350～450℃，更优选为380～420℃，进一步优选为400℃；所述锻造成型的压下量优选为30～40％，更优选为32～37％，进一步优选为35％；所述锻造成型的变形速率优选为1×10^-3s^-1～1×10^-1s^-1，更优选为5×10^-3s^-1～5×10^-2s^-1，进一步优选为1×10^-2s^-1；所述锻造成型的方向优选平行于挤压方向。本发明通过将锻造成型的参数控制在上述范围内，可以进一步增加材料内部的畸变能，从而强化镁合金。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的镁合金，所述镁合金的组织为动态再结晶细晶和未动态再结晶粗晶组成的混合双峰组织，其中动态再结晶体积分数为15％～30％。

在本发明中，按质量百分比计，所述镁合金优选包括Mn：≤1％，稀土元素：≤1％，和余量的Mg，更优选为Mn：≤0.9％，稀土元素：≤0.5％，和余量的Mg。在本发明中，所述稀土元素优选包括Ce、Y、Gd和Nd中的任意一种。本发明通过将镁合金的成分控制在上述范围内，镁合金在高温蠕变过程中，在温度和外部应力的作用下能够从固溶体中动态析出大量含Mn、Ce、Y、Gd和Nd的第二相，这些弥散分布的第二相能够进一步起到钉扎晶界、阻碍晶界移动和位错运动，从而提高镁合金的抗蠕变性能；同时镁合金中稀土元素的添加量少，采用低合金化的方式不仅降低了成本，还降低了其对镁合金轻质优势的损害。

本发明通过在镁合金的大晶粒内部引入了大量位错，包括一系列的小角度晶界和亚晶界，进一步增加材料内部的畸变能，从而强化镁合金，同时这些高密度位错能够为第二相析出提供大量的形核点，蠕变过程中在温度和外部应力的作用下能够从固溶体中动态析出大量弥散分布的第二相，这些弥散分布的第二相能够强烈地钉扎晶界、阻碍晶界移动和位错运动。

本发明提供了上述技术方案所述镁合金在航空航天、军工和汽车行业中的应用。

本发明对所述应用的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的应用方式即可。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种高强度和高抗蠕变性能镁合金的制备方法，由以下步骤组成：

(1)在氩气中先将纯镁熔化，得到镁熔液，然后在搅拌条件下向所述镁熔液中加入镁锰中间合金，得到镁锰二元合金熔液，最后向所述镁锰二元合金熔液中加入Mg-Ce中间合金，得到镁合金熔液，再将所述镁合金熔液降温至铸造温度进行铸造，得到镁合金铸锭；所述熔化的温度为720℃；所述铸造的方式为半连续铸造，所述铸造的温度为700℃，铸造的电磁频率为40Hz，所述铸造的速度为160mm/min，铸造的水量为16m³/h；

(2)将所述步骤(1)得到的镁合金铸锭依次进行均匀化处理、挤压开坯、中间退火和锻造成型，得到镁合金；所述均匀化处理的温度为500℃，均匀化处理的时间为24h；所述挤压开坯的温度为250℃，挤压开坯的挤压比为12：1，挤压开坯的挤压速度为2mm/s，挤压开坯的方式为单道次挤压；所述中间退火的温度为480℃，中间退火的时间为2h；所述锻造成型的温度为350℃，锻造成型的压下量为35％，锻造成型的变形速率为1×10^-2s^-1，锻造成型的方向平行于挤压方向；

所述镁合金为Mg-0.9Mn-0.5Ce合金，按质量百分比计，所述镁合金的组成为：Mn：0.9％，Ce：0.5％，和余量的Mg。

实施例1制备的镁合金的EBSD图如图1所示。由图1可以看出，本发明制备的镁合金的组织为动态再结晶的小晶粒和未动态再结晶的大晶粒组成的混合双峰组织，其中动态再结晶体积分数为20％，在大晶粒内部引入了大量位错，包括一系列的小角度晶界和亚晶界，进一步增加材料内部的畸变能，从而强化镁合金，同时这些高密度位错能够为第二相析出提供大量的形核点，蠕变过程中在温度和外部应力的作用下能够从固溶体中动态析出大量含Mn和Ce的第二相，这些弥散分布的第二相能够强烈地钉扎晶界、阻碍晶界移动和位错运动。

对比例1

省略锻造成型，其他条件和实施例1相同。

对实施例1和对比例1制备的镁合金进行室温拉伸以及150℃/100MPa拉伸蠕变试验，其结果如表1所示：

表1实施例1和对比例1制备的镁合金的性能

	屈服强度(MPa)	抗拉强度(MPa)	稳态蠕变速率
				实施例1	125	338	4.72×10<sup>-8</sup>s<sup>-1</sup>
对比例1	120	221	2.47×10<sup>-5</sup>s<sup>-1</sup>

由表1可以看出，同等蠕变条件下，相比于未经过锻造成型的镁合金，本发明提供的的镁合金稳态蠕变速率降低了3个数量级，同时抗拉强度得到了大幅度提升，且屈服强度未受到影响。

实施例2

一种高强度和高抗蠕变性能镁合金的制备方法，由以下步骤组成：

(1)在氩气中先将纯镁熔化，得到镁熔液，然后在搅拌条件下向所述镁熔液中加入镁锰中间合金，得到镁锰二元合金熔液，最后向所述镁锰二元合金熔液中加入Mg-Y中间合金，得到镁合金熔液，再将所述镁合金熔液降温至铸造温度进行铸造，得到镁合金铸锭；所述熔化的温度为720℃；所述铸造的方式为半连续铸造，所述铸造的温度为700℃，铸造的电磁频率为40Hz，所述铸造的速度为160mm/min，铸造的水量为16m³/h；

(2)将所述步骤(1)得到的镁合金铸锭依次进行均匀化处理、挤压开坯、中间退火和锻造成型，得到镁合金；所述均匀化处理的温度为500℃，均匀化处理的时间为24h；所述挤压开坯的温度为300℃，挤压开坯的挤压比为12：1，挤压开坯的挤压速度为2mm/s，挤压开坯的方式为单道次挤压；所述中间退火的温度为480℃，中间退火的时间为2h；所述锻造成型的温度为400℃，锻造成型的压下量为35％，锻造成型的变形速率为1×10^-2s^-1，锻造成型的方向平行于挤压方向；

所述镁合金为Mg-0.9Mn-0.5Y合金，按质量百分比计，所述镁合金的组成为：Mn：0.9％，Y：0.5％，和余量的Mg。

实施例2制备的镁合金的组织为动态再结晶细晶和未动态再结晶粗晶组成的混合双峰组织，其中动态再结晶体积分数为25％。

对比例2

省略锻造成型，其他条件和实施例2相同。

对实施例2和对比例2制备的镁合金进行室温拉伸以及150℃/100MPa拉伸蠕变试验，其结果如表2所示：

表2实施例2和对比例2制备的镁合金的性能

	屈服强度(MPa)	抗拉强度(MPa)	稳态蠕变速率
				实施例2	140	350	3.63×10<sup>-8</sup>s<sup>-1</sup>
对比例2	132	230	1.08×10<sup>-5</sup>s<sup>-1</sup>

由表2可以看出，同等蠕变条件下，相比于未经过锻造成型的镁合金，本发明提供的的镁合金稳态蠕变速率降低了3个数量级，同时抗拉强度得到了大幅度提升，且屈服强度未受到影响。

实施例3

一种高强度和高抗蠕变性能镁合金的制备方法，由以下步骤组成：

(1)在氩气中先将纯镁熔化，得到镁熔液，然后在搅拌条件下向所述镁熔液中加入镁锰中间合金，得到镁锰二元合金熔液，最后向所述镁锰二元合金熔液中加入Mg-Gd中间合金，得到镁合金熔液，再将所述镁合金熔液降温至铸造温度进行铸造，得到镁合金铸锭；所述熔化的温度为720℃；所述铸造的方式为半连续铸造，所述铸造的温度为700℃，铸造的电磁频率为40Hz，所述铸造的速度为160mm/min，铸造的水量为16m³/h；

(2)将所述步骤(1)得到的镁合金铸锭依次进行均匀化处理、挤压开坯、中间退火和锻造成型，得到镁合金；所述均匀化处理的温度为500℃，均匀化处理的时间为24h；所述挤压开坯的温度为300℃，挤压开坯的挤压比为12：1，挤压开坯的挤压速度为2mm/s，挤压开坯的方式为单道次挤压；所述中间退火的温度为480℃，中间退火的时间为2h；所述锻造成型的温度为400℃，锻造成型的压下量为35％，锻造成型的变形速率为1×10^-2s^-1，锻造成型的方向平行于挤压方向；

所述镁合金为Mg-0.9Mn-0.5Gd合金，按质量百分比计，所述镁合金的组成为：Mn：0.9％，Gd：0.5％，和余量的Mg。

实施例3制备的镁合金的组织为动态再结晶细晶和未动态再结晶粗晶组成的混合双峰组织，其中动态再结晶体积分数为25％。

对比例3

省略锻造成型，其他条件和实施例3相同。

对实施例3和对比例3制备的镁合金进行室温拉伸以及150℃/100MPa拉伸蠕变试验，其结果如表3所示：

表3实施例3和对比例3制备的镁合金的性能

	屈服强度(MPa)	抗拉强度(MPa)	稳态蠕变速率
				实施例3	145	355	2.99×10<sup>-8</sup>s<sup>-1</sup>
对比例3	135	235	1.21×10<sup>-5</sup>s<sup>-1</sup>

由表3可以看出，同等蠕变条件下，相比于未经过锻造成型的镁合金，本发明提供的的镁合金稳态蠕变速率降低了3个数量级，同时抗拉强度得到了大幅度提升，且屈服强度未受到影响。

实施例4

一种高强度和高抗蠕变性能镁合金的制备方法，由以下步骤组成：

(1)在氩气中先将纯镁熔化，得到镁熔液，然后在搅拌条件下向所述镁熔液中加入镁锰中间合金，得到镁锰二元合金熔液，最后向所述镁锰二元合金熔液中加入Mg-Nd中间合金，得到镁合金熔液，再将所述镁合金熔液降温至铸造温度进行铸造，得到镁合金铸锭；所述熔化的温度为720℃；所述铸造的方式为半连续铸造，所述铸造的温度为700℃，铸造的电磁频率为40Hz，所述铸造的速度为160mm/min，铸造的水量为16m³/h；

(2)将所述步骤(1)得到的镁合金铸锭依次进行均匀化处理、挤压开坯、中间退火和锻造成型，得到镁合金；所述均匀化处理的温度为500℃，均匀化处理的时间为24h；所述挤压开坯的温度为300℃，挤压开坯的挤压比为12：1，挤压开坯的挤压速度为2mm/s，挤压开坯的方式为单道次挤压；所述中间退火的温度为480℃，中间退火的时间为2h；所述锻造成型的温度为400℃，锻造成型的压下量为35％，锻造成型的变形速率为1×10^-2s^-1，锻造成型的方向平行于挤压方向；

所述镁合金为Mg-0.9Mn-0.5Nd合金，按质量百分比计，所述镁合金的组成为：Mn：0.9％，Nd：0.5％，和余量的Mg。

实施例4制备的镁合金的组织为动态再结晶细晶和未动态再结晶粗晶组成的混合双峰组织，其中动态再结晶体积分数为20％。

对比例4

省略锻造成型，其他条件和实施例4相同。

对实施例4和对比例4制备的镁合金进行室温拉伸以及150℃/100MPa拉伸蠕变试验，其结果如表4所示：

表4实施例4和对比例4制备的镁合金的性能

	屈服强度(MPa)	抗拉强度(MPa)	稳态蠕变速率
				实施例4	128	340	4.53×10<sup>-8</sup>s<sup>-1</sup>
对比例4	123	225	2.40×10<sup>-5</sup>s<sup>-1</sup>

由表4可以看出，同等蠕变条件下，相比于未经过锻造成型的镁合金，本发明提供的的镁合金稳态蠕变速率降低了3个数量级，同时抗拉强度得到了大幅度提升，且屈服强度未受到影响。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高强度和高抗蠕变性能镁合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镁合金的原料依次进行熔化和铸造，得到镁合金铸锭；

(2)将所述步骤(1)得到的镁合金铸锭依次进行均匀化处理、挤压开坯、中间退火和锻造成型，得到镁合金。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中熔化的温度为720～740℃，熔化的气氛为保护气氛。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中铸造的方式为半连续铸造，铸造的温度为700～720℃，铸造的电磁频率为40～45Hz，铸造的速度为150～200mm/min，铸造的水量为16m³/h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中均匀化处理的温度为500～520℃，均匀化处理的时间为20～24h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中挤压开坯的温度为250～300℃，挤压开坯的挤压比为(10～15)：1，挤压开坯的挤压速度为1～5mm/s，挤压开坯的方式为单道次挤压。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中中间退火的温度为450～480℃，中间退火的时间为1～3h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中锻造成型的温度为350～450℃，锻造成型的压下量为30～40％，锻造成型的变形速率为1×10^-3s^-1～1×10^-1s^-1，锻造成型的方向平行于挤压方向。

8.权利要求1～7任意一项所述制备方法制备得到的镁合金，其特征在于，所述镁合金的组织为动态再结晶细晶和未动态再结晶粗晶组成的混合双峰组织，其中动态再结晶体积分数为15％～30％。

9.根据权利要求8所述的镁合金，其特征在于，按质量百分比计，所述镁合金包括Mn：≤1％，稀土元素：≤1％，和余量的Mg，所述稀土元素包括Ce、Y、Gd和Nd中的任意一种。

10.权利要求8或9所述的镁合金在航空航天、军工和汽车行业中的应用。

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