[发明专利]一种VW93M超高强大块体纳米镁合金制备方法

说明书

本发明涉及一种VW93M超高强大块体纳米镁合金制备方法，镁合金质量百分比成分为：Mg‑8.0~9.6Gd‑1.8~3.2Y‑0.3~0.7Zr‑0.02~0.5Ag‑0.02~0.3Er，将镁合金半连续铸造锭坯进行均匀化处理后挤压成棒材，将挤压棒材进行旋锻变形，控制旋锻温度为100~300℃，控制道次变形量为5~20%，总变形量为20~80%，控制进料速度为2~6mm/min，每道次变形后改变进料方向，制得直径3~7mm、长1000~2000mm，平均晶粒尺寸为30~100nm的纳米镁合金，结合后续热处理合金室温抗拉强度≥710MPa，屈服强度≥650MPa，断后伸长率≥5%。

技术领域

本发明涉及块体纳米材料制备领域，特别涉及超高强大块体纳米镁合金制备方法。

背景技术

镁合金具有低密度、高比强度、高比刚度、高阻尼等优点，作为新一代轻质结构材料，其优异的减重特性对航空航天、交通运输等领域具有重要意义。我国镁资源极其丰富，其广泛应用有助于我国发挥资源优势、进一步提升国际话语权。然而现有镁合金力学性能偏低，难以满足航空航天等领域对于高性能材料的需求，因而提高镁合金强度、制备高强甚至超高强镁合金是镁合金研究的重要目标。制备块体纳米材料是金属材料有效的强化途径，通过将镁合金纳米化可显著提高其强度，制备块体纳米镁合金对超高镁合金材料制备有重要意义。然而，目前制备块体纳米镁合金的方法匮乏，急需开发块体纳米镁合金制备新方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种VW93M超高强大块体纳米镁合金制备方法。镁合金质量百分比成分为：Mg-8.0~9.6Gd-1.8~3.2Y-0.3~0.7Zr-0.02~0.5Ag-0.02~0.3Er，先采用半连续铸造方法制取镁合金锭坯，将镁合金锭坯进行均匀化热处理后挤压成棒材，然后对挤压棒材进行旋锻变形。采用此方法制得的纳米镁合金平均晶粒尺寸为30~100nm，所得纳米镁合金成品尺寸为直径3~7mm、长1000~2000mm，结合后续热处理合金室温抗拉强度≥710MPa，屈服强度≥650MPa，断后伸长率≥5%。

本发明超高强大块体纳米镁合金制备方法，包括以下具体步骤：

a． 采用半连续铸造方法制取镁合金锭坯；

b．将镁合金锭坯进行均匀化热处理，将均匀化处理后的坯料进行挤压变形；

c．将挤压棒材进行旋锻变形，控制旋锻温度为100~300℃，控制道次变形量为5~20%，控制旋锻总变形量为20~80%，控制进料速度为2~6mm/min，每道次变形后改变进料方向；

d．将所制得纳米镁合金进行时效热处理。

所述的旋锻变形，控制旋锻温度为100~250℃。

所述的旋锻变形，控制道次变形量为5~15%。

所述的旋锻变形，控制总变形量为30~50%。

所述的旋锻变形，控制进料速度为2~3mm/min。

本发明的优点有：

1)将挤压棒材进行旋锻变形。一方面，旋锻变形可实现高的静水压应力，降低镁合金的开裂倾向，提高可实现的总变形量；另一方面，旋锻变形可实现高的应变速率，高应变速率可提高镁合金开裂前可累积的位错密度、高密度位错诱发镁合金内部形成纳米量级亚结构、进而形成纳米晶，旋锻变形是形成纳米晶的关键步骤。