【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镁合金材料及材料制备领域。
技术介绍
1、镁合金是最轻的结构金属材料，具有高比强度、高比刚度和良好回收潜力等优点，广泛应用于航空航天、交通运输和电子产品等领域。相比于铸造镁合金，变形镁合金通过缺陷消除、组织和织构调控可以获得更加优异的室温力学性能，更好的满足工程结构件的应用需求。但传统变形镁合金存在室温力学性能各向异性明显的问题，难以保证部件在交变，多变等复杂载荷下的服役安全。
2、开发室温下低各向异性且高强度的新型变形镁合金板材可以充分发挥变形镁合金板材的轻质和高强度特性，并提高其在复杂载荷下的服役能力，进而促进变形镁合金的工程应用。
3、本领域的技术人员已经开发了一些室温下低各向异性且高强度的变形镁合金板材，但制备工艺仍存在成本高或工艺流程复杂等缺点。如授权公告号为cn113953322b的中国专利公开了一种室温下低各向异性且高强度的mg-al-zn-y板材的制备方法，制备流程包括铸造、固溶处理，热挤压，差温轧制和后续热处理，其中差温轧制工艺步骤存在多道次，多方向轧制，以及中间热处理工艺，工艺较为繁琐。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于避免现有技术的不足提供一种能够解决传统变形镁合金室温力学性能各向异性明显的问题，工艺过程更加简单的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材及其制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种室温下低各向异性的高强变形镁合金板材的制备方法，包括以下步骤：
3、步骤一、镁
4、步骤二、在固溶温度为510～530℃，固溶时间为10～16h的条件下，对镁合金铸锭固溶热处理，冷却后得到坯锭；
5、步骤三、在挤压温度为420～480℃，挤压比为6:1～18:1，挤压速度为0.5～1.5m/min的条件下，对坯锭挤压开坯，空冷后即得到预挤压板材；
6、步骤四、将所述预挤压板材在室温下沿挤压方向进行轧制，轧制道次为1～3次，单道次下压量为5～10％；
7、步骤五、对轧制后的预挤压板材在时效温度为150～200℃，时效时间为16～48h的条件下进行时效热处理，空冷至室温后即得到高强变形镁合金板材。
8、进一步的，步骤一中的熔炼是在电阻炉中进行的，熔炼中所述镁合金的zn元素是以纯金属的形式加入熔炼，nd、gd、zr元素分别以中间合金mg-25gd、mg-30nd和mg-33zr的形式加入熔炼；mg元素是以纯金属的形式，或以mg-25gd、mg-30nd和mg-33zr的形式加入熔炼。
9、进一步的，步骤一中所述合金铸锭的铸造方式为重力铸造，且熔炼后的浇铸温度为740～760℃。
10、进一步的，所述的浇铸过程具体是在740～760℃浇铸到预热温度为150～225℃的永久模具中，获得直径85～95mm，高140～160mm的合金铸锭。
11、进一步的，步骤二中所述的固溶热处理是在工业井式炉中进行的，通过水冷后，通过车削加工得到直径79～81mm，长度110～130mm的坯锭。
12、进一步的，步骤三中坯锭挤压开坯时挤压前的预热温度与所述挤压温度相同，且预热时间0.25～1h，得到的预挤压板材的长度为0.6～1.8m，宽度为54～58mm，厚度为5～15mm。
13、进一步的，步骤三中还包括，通过线切割将所述预挤压板材切割成轧制用长度为78～82mm，宽度为54～58mm，厚度为5～15mm的板材。
14、进一步的，步骤四中所述的轧制道次之间无中间热处理，轧辊直径为150～250mm，轧机转速为1000～1300rpm。
15、本专利技术还提供一种所述制备方法制得到的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材，所述的镁合金板材的合金成分以重量百分数计包括：2.0～3.0％的nd，0.8～1.7％的gd，0.05～0.4％的zn，0.15～0.6％的zr，其余为mg和杂质。
16、进一步的，所述的镁合金板材的合金成分为mg-2.35nd-1.32gd-0.18zn-0.32zrwt.％的合金板材。
17、本专利技术的有益效果是：
18、(1)本专利技术充分发挥了nd和gd元素联合添加在挤压合金板材室温力学性能低各向异性和合金强化方面的独特优势和显著效果，并通过本专利技术提供的工艺实现了板材的室温下高强度和低各向异性，其综合力学性能显著优于其它具有相似稀土添加量和制备成本的镁稀土系合金板材。
19、(2)本专利技术采用的挤压开坯为典型的一次成形工艺，采用的轧制方式为单向室温轧制，无中间热处理且轧制次数少，制备方法具有采用常规装备，低成本和工艺流程简单等优点，非常适合大规模的工业化应用，具有很好的推广与应用前景。
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1.一种室温下低各向异性的高强变形镁合金板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材的制备方法，其特征在于，步骤一中的熔炼是在电阻炉中进行的，熔炼中所述镁合金的Zn元素是以纯金属的形式加入熔炼；Nd、Gd、Zr元素分别以中间合金Mg-25Gd、Mg-30Nd和Mg-33Zr的形式加入熔炼；Mg元素是以纯金属的形式，或以Mg-25Gd、Mg-30Nd和Mg-33Zr的形式加入熔炼。
3.如权利要求1所述的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材制备方法，其特征在于，步骤一中所述合金铸锭的铸造方式为重力铸造，且熔炼后的浇铸温度为740～760℃。
4.如权利要求3所述的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材制备方法，其特征在于，所述的浇铸过程具体是在740～760℃浇铸到预热温度为150～225℃的永久模具中，获得直径85～95mm，高140～160mm的合金铸锭。
5.如权利要求1所述的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材制备方法，其特征在于，步骤二中所述的固溶热处理是在工业井式炉中
6.如权利要求1所述的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材制备方法，其特征在于，步骤三中坯锭挤压开坯时挤压前的预热温度与所述挤压温度相同，且预热时间0.25～1h，得到的预挤压板材的长度为0.6～1.8m，宽度为54～58mm，厚度为5～15mm。
7.如权利要求1所述的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材制备方法，其特征在于，所述的步骤三中还包括，通过线切割将所述预挤压板材切割成轧制用长度为78～82mm，宽度为54～58mm，厚度为5～15mm的板材。
8.如权利要求1-7任一项所述的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材制备方法，其特征在于，步骤四中所述的轧制道次之间无中间热处理，轧辊直径为150～250mm，轧机转速为1000～1300rpm。
9.一种如权利要求1-8所述制备方法得到的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材，其特征在于，所述的镁合金板材的合金成分以重量百分数计包括：2.0～3.0％的钕，0.8～1.7％的钆，0.05～0.4％的锌，0.15～0.6％的锆，其余为镁和杂质。
10.如权利要求9所述的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材，其特征在于，所述的镁合金板材的合金成分为Mg-2.35Nd-1.32Gd-0.18Zn-0.32Zr wt.％的板材。
...【技术特征摘要】
1.一种室温下低各向异性的高强变形镁合金板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材的制备方法，其特征在于，步骤一中的熔炼是在电阻炉中进行的，熔炼中所述镁合金的zn元素是以纯金属的形式加入熔炼；nd、gd、zr元素分别以中间合金mg-25gd、mg-30nd和mg-33zr的形式加入熔炼；mg元素是以纯金属的形式，或以mg-25gd、mg-30nd和mg-33zr的形式加入熔炼。
3.如权利要求1所述的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材制备方法，其特征在于，步骤一中所述合金铸锭的铸造方式为重力铸造，且熔炼后的浇铸温度为740～760℃。
4.如权利要求3所述的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材制备方法，其特征在于，所述的浇铸过程具体是在740～760℃浇铸到预热温度为150～225℃的永久模具中，获得直径85～95mm，高140～160mm的合金铸锭。
5.如权利要求1所述的室温下低各向异性的高强变形镁合金板材制备方法，其特征在于，步骤二中所述的固溶热处理是在工业井式炉中进行的，通过水冷后，通过车削加工得到直径79～81mm，长度110～130mm的坯锭。
6.如权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨光昱，阚志勇，郭静，秦贺，介万奇，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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