[发明专利]一种高体积分数第二相镁合金的预变形辅助热处理及其轧制方法

说明书

本发明公开了一种高体积分数第二相镁合金的预变形辅助热处理及其轧制方法，它包括：铸轧镁合金坯料在200–350摄氏度保温5–45分钟后，进行1–3道次预变形轧制，每道次压下量为3–25%；预变形后镁合金置在惰性气体保护下加热至200–430摄氏度，保温30–300分钟；所述的板坯经过7道次以上轧制，每道次间在300–400摄氏度保温5–30分钟；将薄板在惰性气体保护下加热200–375摄氏度，10–200分钟的退火热处理，获得具有均匀弥散分布第二相和细晶组织的镁合金板材。改善镁合金中尺寸粗大的链条状第二相形貌，解决了“高温长时间仍难以充分固溶异常粗大偏析相”难题，攻破轧制过程中“裂边、中间断裂、难以轧制成型”的难关，板材组织细小均匀，第二相形貌圆整，室温拉伸具有高强韧性。

技术领域

本发明涉及金属材料领域，具体涉及高体积分数第二相镁合金应力辅助相扩散轧制方法。

背景技术

镁合金作为最轻的工程结构金属材料，具有比强度高、比刚度高、电磁屏蔽能力强、阻尼减震性好、导电导热性好及良好的再回收性等优点，在汽车、航天、通讯等领域轻量化、节能、环保等诸多方面得到日益广泛的应用。然而，塑性加工成形困难一直是限制镁合金发展最主要的问题之一。除了镁合金固有的密排六方晶格结构以外，第二相的尺寸与分布也是影响镁合金塑性成形的重要因素。近年来，熔体铸轧开坯相比于传统热轧或挤压开坯等由于成本低、操作简单，并能生产高质量的镁合金板材，已得到较为广泛关注和应用。然而，铸轧高铝含量的镁–铝–锌系合金通常会产生大量的偏析相，并且尺寸较大、主要呈链条状分布，大大降低了材料的加工性能，严重限制了其在后续变形过程中的应用，难以实现薄板的批量生产。本发明给出一种高体积分数第二相镁合金的应力辅助相扩散及其轧制方法，制备的板材组织细小均匀，析出相形貌圆整，具有高强韧性力学性能。该方法工艺简单、可靠，易于推广应用，非常适用于高体积分数第二相铸轧镁合金的轧制过程，同时适合于含有高体积分数第二相的难变形挤压、锻造等镁合金。

发明内容

本发明的目的是为了解决塑性加工成形困难的问题，而提供一种高体积分数第二相镁合金应力辅助相扩散轧制方法。

高体积分数第二相镁合金应力辅助相扩散轧制方法，它包括：

（1）应力辅助相扩散：铸轧镁合金坯料在200–350摄氏度保温5–45分钟后，进行1–3道次预变形轧制，每道次压下量为3–25%；预变形后镁合金置在惰性气体保护下加热至200–430摄氏度，保温30–300分钟，获得热处理扩散第二相的板坯；

（2）高温轧制：所述的板坯经过7道次以上轧制，每道次压下量为2–30%，每道次间在300–400摄氏度保温5–30分钟，轧制成薄板；

（3）再结晶处理：将薄板在惰性气体保护下加热200–375摄氏度，10–200分钟的退火热处理，获得具有均匀弥散分布第二相和细晶组织的镁合金板材；

步骤（1）所述预变形过程中镁合金的处理温度为220–320摄氏度，所述每道次预变形压下量为8–15%，热处理温度为300–425摄氏度，处理时间为60–240分钟；

步骤（2）所述高温轧制过程中镁合金的处理温度为320–370摄氏度，所述每道次变形压下量为6–20%，总下压量大于70%；

步骤（3）所述再结晶处理退火温度为250–350摄氏度，处理时间为30–180分钟；

步骤（1）所述预变形轧制为单一方向轧制、两头交替轧制和\或90度调转轧制；

所述的铸轧镁合金包括AZ31、AZ61、AZ91、AT82、ATZ421或ATZ821镁合金。

高体积分数第二相镁合金，它的基体晶粒小于20微米；

所述的基体晶粒小于10微米；

所述的基体晶粒小于5微米；