【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于稀土鎂合金材料，具體涉及一種高強高塑性稀土鎂合金變形材及其制備方法。
技術介紹
1、鎂及鎂合金具有較小的密度，較高的比強度，良好的導熱性、機械性能、電磁屏蔽性能及阻尼減震性能，易于回收等優點，被冠以“21世紀最輕的綠色金屬結構材料”的美譽。同時，我國有著天然的鎂金屬資源優勢，我國鎂礦資源蘊藏量約占全球總儲量的22.5％，位居世界第一。因此，鎂及鎂合金在汽車輕量化發展過程中備受青睞。然而，鎂合金的晶體結構為密排六方，室溫下可啟動的滑移系較少，塑性較差，這成為掣肘變形鎂合金應用的關鍵因素。
2、在現有的高強高塑性稀土鎂合金中，如中國專利公開號cn115074588a專利技術名稱為一種高強塑稀土鎂合金的制備工藝及高強塑稀土鎂合金，公開了一種mg-gd-y-mn-sc高強稀土鎂合金變形材，經固溶處理、預時效處理后，再加以擠壓變形，后繼續熱處理，其屈服強度可達抗拉強度465mpa，延伸率3.7％左右，但其熱處理工藝復雜，合金塑性較差，無法滿足高
對高強鎂合金的需求，限制了高強鎂合金的大規模應用。
技術實現思路
1、為了解決目前鎂合金材料綜合力學性能低的技術問題，本專利技術提供了一種高強高塑性稀土鎂合金變形材，通過加入ca元素，并調整合金中各金屬元素的配比，其中，ca的加入不僅能弱化合金的基面織構，促進鎂合金柱面和錐面滑移的開啟，使合金的塑性變形能力提高，還能提高合金的耐蝕性，增強鎂合金的耐高溫氧化性，同時，在mg2ca顆粒相和ca偏聚輔助作用下，通過常規擠壓、
2、本專利技術的技術方案如下：
3、本專利技術提供了一種高強高塑性稀土鎂合金變形材，由以下質量分數的原料制得：gd：8％-9.5％，y：3％-4.5％，zn：2％-3.5％，zr：0.4％-0.6％，ca：0.3％-0.6％，余量為mg。
4、本專利技術還提供了一種上述的高強高塑性稀土鎂合金變形材的制備方法，包括以下步驟：
5、(1)熔煉與澆鑄：按上述的質量分數稱取原料，經熔煉、澆鑄，得到鎂合金鑄坯；
6、(2)均質化處理：將鎂合金鑄坯置于500-520℃下，保溫18-22h，隨后進行空冷，再去皮處理；
7、(3)變速等溫擠壓處理：將均質化處理后的鎂合金鑄坯預熱至400-420℃，模具預熱至370-390℃，擠壓過程中鎂合金鑄坯的溫度保持在400℃以上，擠壓得到棒材；
8、(4)時效處理：將棒材置于190-210℃，保溫35-45h后，取出進行空冷，得到高強高塑性稀土鎂合金變形材。
9、在本專利技術的一實施例，還優選為，步驟(1)所用的原料為mg錠、mg-30gd中間合金、mg-30y中間合金、mg-30zr中間合金、mg-30ca和zn錠。
10、在本專利技術的一實施例，還優選為，步驟(1)所述的熔煉與澆鑄包括先將mg錠放入爐中升溫熔化，并通保護氣，待爐溫升至740-750℃℃，依次加入mg-30gd中間合金、mg-30y中間合金和zn錠，保溫10min后設置爐溫為740-750℃，繼續保溫15min，再依次加入mg-30zr中間合金和mg-30ca中間合金，繼續保溫15min進行精煉，繼續攪拌得到合金液，將所述合金液澆筑得到鎂合金鑄坯。
11、在本專利技術的一實施例，還優選為，步驟(3)所述的擠壓處理包括擠壓加工時，擠壓比為10-13。
12、與現有技術相比，本專利技術的有益效果如下：
13、本專利技術的一種高強高塑性稀土鎂合金變形材，通過加入ca元素，并調整合金中各金屬元素的配比，其中，ca的加入不僅能弱化合金的基面織構，促進鎂合金柱面和錐面滑移的開啟，使合金的塑性變形能力提高，還能提高合金的耐蝕性，增強鎂合金的耐高溫氧化性，同時，在mg2ca顆粒相和ca偏聚輔助作用下，通過常規擠壓、退火獲得了織構弱化、動態析出相溶解、加工硬化消除的超細晶鎂合金，該鎂合金變形材表現出優異的綜合力學性能，屈服強度為416mpa-420mpa，抗拉強度為471mpa-477mpa，延伸率為13.0％-13.7％。
14、1)ca在共晶溫度下的最大固溶度為0.82wt％，200℃時固溶度降低至0.38wt％，以致mg-re合金中微量添加ca即可生成大量mg2ca顆粒相。該mg2ca顆粒相在擠壓過程中可為動態再結晶提供大量形核位點，一方面提高再結晶體積分數，另一方面基于psn機制形核的再結晶晶粒往往具有隨機取向，使得擠壓織構明顯弱化。眾所周知，擠壓后進行退火處理，可充分溶解擠壓過程中形成的動態析出相并消除加工硬化，從而使得延展性得到明顯改善。
15、2)退火過程中再結晶晶粒也會發生明顯長大，以致強度損失嚴重。在本專利技術中，由于ca在再結晶晶界處的偏聚，對再結晶晶界的遷移起到了強烈的釘扎作用，明顯抑制了再結晶晶粒的長大。因此，在mg2ca顆粒相和ca偏聚輔助作用下，經擠壓、退火處理后形成了織構弱化、動態析出相溶解、加工硬化消除的超細晶結構，在達到超高強度的同時保持優異延伸率。
16、3)超高強mg-re合金中re添加量一般在15wt％左右，re元素昂貴的價格無疑使得合金成本明顯提高。本專利技術在降低gd、y總量至13wt％左右的基礎上，僅通過微量添加ca元素就達到了與高re含量mg-re合金相當的強度，同時還保持了優異的延伸率。ca作為堿土元素，價格較為低廉，因此本專利技術不僅解決了鎂合金強韌性存在倒置關系的技術瓶頸，還有一定的經濟效益。此外，本專利技術采用常規的擠壓、退火處理，易于在工業生產中實現。
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1.一種高強高塑性稀土鎂合金變形材，其特征在于，由以下質量分數的原料制得：Gd：8％-9.5％，Y：3％-4.5％，Zn：2％-3.5％，Zr：0.4％-0.6％，Ca：
2.一種如權利要求1所述的高強高塑性稀土鎂合金變形材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的的高強高塑性稀土鎂合金變形材的制備方法，其特征在于，步驟(1)所用的原料為Mg錠、Mg-30Gd中間合金、Mg-30Y中間合金、Mg-30Zr中間合金、Mg-30Ca和Zn錠。
4.根據權利要求3所述的的高強高塑性稀土鎂合金變形材的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述的熔煉與澆鑄包括先將Mg錠放入爐中升溫熔化，并通保護氣，待爐溫升至740-750℃，依次加入Mg-30Gd中間合金、Mg-30Y中間合金和Zn錠，保溫10min后設置爐溫為740-750℃，繼續保溫15min，再依次加入Mg-30Zr中間合金和Mg-30Ca中間合金，繼續保溫15min進行精煉，繼續攪拌得到合金液，將所述合金液澆筑得到鎂合金鑄坯。
5.根據權利要求2所述的的高強高塑性稀土
...【技術特征摘要】
1.一種高強高塑性稀土鎂合金變形材，其特征在于，由以下質量分數的原料制得：gd：8％-9.5％，y：3％-4.5％，zn：2％-3.5％，zr：0.4％-0.6％，ca：
2.一種如權利要求1所述的高強高塑性稀土鎂合金變形材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的的高強高塑性稀土鎂合金變形材的制備方法，其特征在于，步驟(1)所用的原料為mg錠、mg-30gd中間合金、mg-30y中間合金、mg-30zr中間合金、mg-30ca和zn錠。
4.根據權利要求3所述的的高強高塑性稀土鎂合...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曾健，張遷，王鋒華，王甫霖，董帥，靳麗，董杰，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發明
國別省市：
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