[发明专利]一种低成本高压缩强度变形镁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低成本高压缩强度变形镁合金及其制备方法，所述镁合金材料由Mg,Zn,Mn,Sn,Ca,Cu六种元素组成，其各元素组分含量分别为：Zn元素含量4.0％‑8.5％，Mn元素含量0.1％‑0.4％，Sn元素含量0.1％‑0.4％，Ca元素含量0.1％‑0.4％，Cu元素含量0.1％‑0.4％，不可避免杂质≤0.15％，余量为Mg；与传统的商用排号镁合金材料相比，本发明镁合金材料经过常规的挤压处理后可以获得很高的压缩屈服强度，合金的压缩屈服强度显著高于拉伸屈服强度。本发明镁合金材料不含贵重合金元素，制备工艺简单，成本低廉，对于制作受压镁合金构件具有十分重要的实用价值。

技术领域

本发明属于镁合金领域，涉及一种低成本高压缩强度变形镁合金，还涉及该镁合金的制备方法。

背景技术

镁合金是密度最小的金属结构材料，具有高的比强度、高的比刚度、优良的阻尼降噪性能，良好的切削加工性能，利于回收等优点。被誉为“21世纪的绿色工程材料”。特别是近些年来能源问题越来越引起世界的关注，由于镁合金的以上有点，越来越引起人们的关注，特别是在汽车工业上。镁合金可以分为铸造镁合金和变形镁合与铸造镁合金相比，变形镁合金经过变形处理后，消除了宏观偏析，气孔等一系列铸造缺陷，具有更优秀的力学性能，因此在结构受力构件上，变形镁合金比铸造镁合金更具发展潜力。

由于镁合金的密排六方结构，在变形处理过程中基面倾向于沿着变形方向排列，形成较强的基面织构(轧制处理)和丝织构(挤压处理)。镁合金在塑性变形时，当受到沿C轴拉伸或者垂直C轴压缩时，拉伸孪生很容易激活，因此对于变形镁合金而言，沿变形方向压缩时，变形镁合金往往呈现出非常低的压缩屈服强度。变形镁合金的这种拉压屈服不对称性极大地限制了变形镁合金的使用范围。

通过近些年来一些学者的研究，可以通过一些方法来改善变形镁合金的拉压屈服不对称性，进而扩大其应用范围。在相同条件下，往镁合金中添加适量的Al元素可以降低镁合金的拉压屈服不对称性，但是Al的添加会在晶界析出Mg₁₇Al₁₂相会降低合金蠕变性能和延伸率；弱化镁合金织构也可以改善变形镁合金拉亚屈服不对称性，弱化织构对加工设备和加工工艺均有很高的要求，因此对于大部分镁合金来说并不适用；降低变形镁合金的晶粒尺寸也可以很有效地改善镁合金的拉压屈服不对称性，当镁合金晶粒尺寸降到一定程度后，拉伸孪晶的激活能就会大大增加，进而改善拉压屈服不对称性；另外通过时效处理在合金中产生一些析出相，特定位向的析出相可以阻碍孪晶的形成，降低变形镁合金的拉亚屈服不对称性。

针对以上问题，我们设计开发出一种通过添加适量合金元素改善变形镁合金的压缩强度，合金元素添加总量较低，并且不含Al元素，利用不同合金元素的协同作用，改善析出相，细化晶粒，进而最终改善合金的拉压屈服不对称性。本发明添加合金元素含量较低，不含贵重元素，制备工艺简单，成本低廉。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种低成本高压缩强度变形镁合金；本发明的目的之二在于提供低成本高压缩强度变形镁合金的其制备方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种低成本高压缩强度变形镁合金，所述镁合金按质量百分比计由如下元素制成：Zn元素含量4.0％-8.5％，Mn元素含量0.1％-0.4％，Sn元素含量0.1％-0.4％，Ca元素含量0.1％-0.4％，Cu元素含量0.1％-0.4％，不可避免杂质≤0.15％，余量为Mg。

优选的，所述镁合金按质量百分比计由如下元素制成，Zn元素含量3％-6％，Mn元素含量0.1％-0.3％，Sn元素含量0.1％-0.3％，Ca元素含量0.1％-0.3％，Cu元素含量0.1％-0.3％，不可避免杂质≤0.15％wt，余量为镁。