CN1214128C - 一种制备超细晶粒组织变形镁合金的方法 - Google Patents

Abstract

一种制备超细晶粒组织变形镁合金的方法，合金的晶粒度≤5μm，其特征在于：将镁合金在330～370℃，固溶处理1～2小时；再在130～160℃时效8～10小时；最后在330～370℃下，一次等温变形，变形量≥75%。本发明将变形温度调高到固溶温度区，从而使得大变形量可以一次性完成，因而从根本上避免了，由于反复多道次轧制过程中间的软化处理对晶粒长大的影响，所造成的不可控因素。同时也俭省了程序，节约了工时和能源。

Description

一种制备超细晶粒组织变形镁合金的方法

技术领域：

本发明涉及镁合金成形技术，特别提供了一种具有超细晶粒组织结构，因而具有超塑性的变形镁合金的制备方法。

背景技术：

镁合金由于重量轻，比强度高，可以广泛用于航天、航空、通讯、汽车等领域。为此，美国能源部投入巨额资金支持Argonne国家实验室进行变形镁合金替代铝和钢的可行性评估研究工作。德国投资2500万马克的MADICA发展项目作为2000年高技术发展计划的一部分，为解决镁合金开发和应用过程中前瞻性和关键性的研究问题，以加速镁合金在计算机、航空、通讯和汽车领域的应用。并且，欧美等许多发达国家已经把镁合金广泛应用于产品。有报道表明，镁合金在汽车上的应用已经达到了20％，不少汽车结构件已被镁合金所替代，一方面极大地减轻了汽车的重量，另一方面极大地降低了能耗、减少了污染，改善了人类生存环境。

目前，镁合金的应用主要是压铸件，它面临着两大问题：一是由于受到压铸机吨位和金属流动性的限制，对于大的构件还难于压铸成型。二是压铸件的强度、断裂应变、疲劳性能和耐腐蚀性能难于满足、航空、通讯和汽车工业的要求，制约着镁合金的发展。因此，变形镁合金及其成型性的研究是镁合金发展的前沿性课题。

众所周知，当金属材料显微组织具有细小的等轴晶粒，一般晶粒度≤10μm时，材料将表现出超塑性，即在一定的温度和一定的变形条件下，具有极高的延伸率(大于100％)。如何使镁合金低成本地获得超塑性，从而可以充分地利用该特征，成型特殊的镁合金构件，将为镁合金的应用拓展巨大的空间。

国内外对于不同材料超塑性的行为进行了广泛的研究，取得了不少的成果。总的来说，使材料具有超塑性的前提条件是组织具有细小的等轴晶粒，这可以通过多种方法来获得。如，形变热处理，循环热处理，通过在冶炼过程中加入细化晶粒的元素，或者在铸造过程中快速冷却，而使材料本身具有超塑性。

对于形变热处理就包括大变形量温轧，和等通道变形温轧技术，这些方法的缺点在于，必须通过多次热处理和大变形量变形，不仅工艺复杂，而且难于控制，加工和热处理过程中的晶粒粗化，往往导致工艺失败。

发明内容：

为了使镁合金的应用更为广泛，本发明提供了一种可以以较低成本使变形镁合金获得超塑性的方法，可以使合金的晶粒度≤5μm，其特征在于：将镁合金在330～370℃，固溶处理1～2小时；再在130～160℃时效8～10小时；最后在330～370℃下，一次等温变形，变形量≥75％。

本发明制备超细晶粒组织变形镁合金的方法中，所述变形镁合金包括AZ31、AZ80、MB2、MB15、MB26；

其中AZ31和AZ80均为美国牌号，AZ31分为AZ31B和AZ31C，AZ31B的成分为Al 2.50～3.50、Mn 0.20、Zn 0.60～1.40、Ca 0.04、Cu 0.05、Fe 0.005、Ni 0.005、Si 0.10、Mg余量；AZ31C的成分为Al 2.40～3.60、Mn 0.15、Zn 0.50～1.50、Cu 0.10、Fe 0.005、Ni 0.03、Si 0.10、Mg余量；AZ80的成分为Al7.80～9.20、Mn 0.12、Zn 0.20～0.80、Cu 0.05、Fe 0.005、Ni 0.005、Si 0.10、Mg余量。

本发明将变形温度调高到固溶温度区，从而使得大变形量可以一次性完成，因而从根本上避免了，由于反复多道次轧制过程中间的软化处理对晶粒长大的影响，所造成的不可控因素。同时也俭省了程序，节约了工时和能源。

具体实施方式：

市场购得的镁合金棒材φ60×50mm，在360℃×1hr固溶处理，150℃×8hr时效，再在360℃反挤成φ60×5×200mm的管材，其组织为等轴晶粒，晶粒度≤5μm。

Claims (2)

1、一种制备超细晶粒组织变形镁合金的方法，合金的晶粒度≤5μm，其特征在于：将镁合金在330～370℃，固溶处理1～2小时；再在130～160℃时效8～10小时；最后在330～370℃下，一次等温变形，变形量≥75％。

2、按照权利要求1所述制备超细晶粒组织变形镁合金的方法，其特征在于：所述变形镁合金包括AZ31、AZ80、MB2、MB15、MB26；

其中AZ31和AZ80均为美国牌号，AZ31分为AZ31B和AZ31C，AZ31B的成分为Al 2.50～3.50、Mn 0.20、Zn 0.60～1.40、Ca 0.04、Cu 0.05、Fe 0.005、Ni 0.005、Si 0.10、Mg余量；AZ31C的成分为Al 2.40～3.60、Mn 0.15、Zn 0.50～1.50、Cu 0.10、Fe 0.005、Ni 0.03、Si 0.10、Mg余量；AZ80的成分为Al7.80～9.20、Mn 0.12、Zn 0.20～0.80、Cu 0.05、Fe 0.005、Ni 0.005、Si 0.10、Mg余量。