[go: up one dir, main page]

CN116574986A - 一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺 - Google Patents

一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN116574986A
CN116574986A CN202310445990.9A CN202310445990A CN116574986A CN 116574986 A CN116574986 A CN 116574986A CN 202310445990 A CN202310445990 A CN 202310445990A CN 116574986 A CN116574986 A CN 116574986A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnesium
lithium alloy
temperature
plasticity
hot rolling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310445990.9A
Other languages
English (en)
Inventor
郭恩宇
陈宗宁
苏科强
康慧君
王同敏
卢一平
张宇博
曹志强
接金川
李廷举
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Ningbo Research Institute of Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Ningbo Research Institute of Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology, Ningbo Research Institute of Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN202310445990.9A priority Critical patent/CN116574986A/zh
Publication of CN116574986A publication Critical patent/CN116574986A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/002—Extruding materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special extruding methods of sequences
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C23/00—Alloys based on magnesium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺，包括以下步骤：将镁锂合金铸锭依次进行均匀化处理和固溶水淬处理，接着将镁锂合金圆棒进行预加热，然后放入挤压机进行挤压变形，将挤压出的棒材进行切割并进行变温混合热轧制+室温轧制的复合变形，总变形量为70％，得到厚度为2mm的双相镁锂合金板材，而后将轧制板材进行时效处理。本发明可以有效细化晶粒，在不失塑性的情况下增强镁锂合金的强度，提高镁锂合金的强塑性协同作用，制备方法简单，成本低，便于镁锂合金的推广使用。

Description

一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺
技术领域
本发明属于金属材料制备加工技术领域，特别涉及一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺。
背景技术
镁锂合金具有密度低、塑性好、比强度和比模量高、低温韧性好、对缺口不敏感、各向异性不明显以及良好的导热导电性、电磁屏蔽性好等优点，镁锂合金是航天领域中优选的高性能镁合金轻质结构材料。然而，镁锂合金绝对强度低，力学性能稳定性差，难以实现强塑性平衡，强度和密度匹配难，耐腐蚀性差等因素极大地限制了镁锂合金的应用领域。
双相镁锂合金具有单相α-Mg镁锂合金的中等强度和单相β-Li镁锂合金的优异室温加工性，但是，双相镁锂合金α-Mg与β-Li基体相的塑性变形不同步，导致镁锂合金强度提高难度增大，再者双相镁锂合金基体相晶粒粗大也是限制镁锂合金力学性能提高的一个因素。
目前，未有相关报道通过常规变形工艺将镁锂合金强度达到300MPa及以上且适用于工业化生产。南京理工大学课题组(Yang Y,C hen X,Nie J,et al.Ac hieving ultra-strong Magnesium-lit hium alloys by low-strain rotary swaging[J].MaterialsResearc h Letters,2021,9(6):255-262.)采用旋锻技术制备出一种强度高达405MPa，延伸率为5％左右，但是旋锻技术大多用于管材和轴类零件，而且制备材料尺寸相对较小，费用相对较高。专利文献CN113502422B公开了高强韧镁锂合金及其制备方法，提及到将镁锂合金挤压件进行热轧，然后将热轧制板材进行摩擦加工，得到强度高于300MPa的镁锂合金，延伸率达到20％左右，但是摩擦加工主要作用于材料表面，而且该专利加工工艺比较复杂，经济投入相对较大。
发明内容
本发明在不牺牲镁锂合金塑性的基础上，开发出一种双相镁锂合金强塑性协同提高、经济适用性强、操作简单的复合变形工艺，适用于工厂流水线变形加工流程，缩短了工厂制备周期，提高了工厂经济收益。为提高双相镁锂合金材料的强塑性，本发明提出如下技术方案：
一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺，按照以下质量百分比配制镁锂合金，Li:7％-9％、Al:3％-5％，其余为镁和不可避免的杂质，其中，镁和铝的纯度为99.99％，杂质含量在镁锂合金材料中的占比小于0.02％；将配制好的镁锂合金原料熔炼铸造成镁锂合金铸锭，然后进行以下复合变形工艺：
S1、将镁锂合金铸锭进行均匀化处理，然后进行固溶处理；
S2、将热处理后的铸锭机械切割出挤压圆柱并进行表面铣削处理，对圆柱进行预热处理，然后将预热处理后的圆柱进行挤压，挤压后对挤压镁锂合金进行水淬处理；
S3、将挤压后的镁锂合金进行热轧，变形量为60％；
S4、热轧后将降温至室温后的板材进行室温轧制变形，变形量为10％。
作为技术方案的补充，所述步骤S1中的均匀化处理的温度为250℃-300℃，保温时间为1.5h-4h，冷却方式为空冷。
作为技术方案的补充，所述步骤S1中的固溶处理温度为350℃-420℃，保温时间为1.5h-3h，冷却方式为水淬处理。
作为技术方案的补充，所述步骤S2中的挤压比为10:1-45:1，挤压温度为260℃-300℃，挤压速率为0.5-1.5mm/s。
作为技术方案的补充，所述步骤S3中的热轧制工艺采用变温混合热轧制，包括以下步骤：
第一道热轧制工艺：温度为260℃-300℃，变形量为40％，每道次压下量为15％-25％
降温控制：利用控制冷却装置进行喷水冷却，冷却速度控制在5-10℃/min，控制冷却终止温度高于第二道热轧制温度5℃左右；
第二道热轧制工艺：温度50℃-100℃，变形量为20％，每道次压下量为5％-15％。
作为技术方案的补充，所述S4中的室温轧制工艺为：温度为25℃，变形量为10％，每道次压下量为1％-5％。
作为技术方案的补充，还包括步骤S5：将轧制后的板材进行时效处理。
作为技术方案的补充，所述步骤S5中的时效处理温度为50℃-150℃，保温时间0.5h-16h，冷却方式为空冷。
有益效果：本发明将铸锭进行挤压温度为260℃-300℃的中温挤压，使双相镁锂合金中β-Li相发生最大化动态再结晶，提高晶粒细化程度，然后进行快速水淬处理，防止β相晶粒长大，同时将部分粗大α-Mg相进行机械破碎以达到细化α-Mg相的效果，并使部分α-Mg相发生动态再结晶提高α-Mg相细化程度，提高力学性能；在本发明的另一个方面中，为进一步提高镁锂合金力学性能，本发明在挤压基础上进行变温混合热轧，第一道热轧制使镁锂合金中原子获得一定活性，为位错运动提供动力，同时低道次-高下压量可减少晶粒长大时间，避免晶粒长大带来的力学性能下降的缺陷，为镁锂合金材料基体引入大量位错，提升镁锂合金强度；降温至50-100℃后并进行第二道热轧制，促进强化相析出，限制Zn原子取代镁原子的过程，并进一步提高材料基体的位错密度，而后进行水淬处理，防止晶粒组织长大，进一步提升镁锂合金的强度；待板材降温至25℃时进行室温轧制，进一步细化α-Mg相，提高双相镁锂合金加工硬化效果，增大镁锂合金β相中应变诱导相结构比例，以获得大量亚晶界和纳米析出相，极大地细化双相镁锂合金的相结构并阻碍裂纹扩展，进而优化镁锂合金强度和塑性；最后根据构件强度和塑性的要求进行时效强化或时效软化处理，可以有效地调整镁锂合金强度和塑性的匹配，提高镁锂合金结材料的使用寿命，拓宽镁锂合金的应用领域。
附图说明
图1是本发明的步骤图。
图2是本发明不同时效条件下镁锂合金的抗拉强度和延伸率。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1所示，本发明提出了一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺。根据本发明的实施例，该方法包括：
首先按照以下质量百分比配制镁锂合金，Li:7％-9％、Al:3％-5％，其余为镁和不可避免的杂质，其中，镁和铝的纯度为99.99％，杂质含量在镁锂合金材料中的占比小于0.02％；将配制好的镁锂合金原料熔炼铸造成镁锂合金铸锭，然后进行以下复合变形工艺：
S1、将镁锂合金铸锭进行均匀化处理：均匀化处理的温度为250℃-300℃，保温时间为1.5h-4h，冷却方式为空冷。
然后进行固溶处理，固溶处理温度为350℃-420℃，保温时间为1.5h-3h，冷却方式为水淬处理。
S2、将热处理后的铸锭机械切割出挤压圆柱并进行表面铣削处理，对圆柱进行预热处理，然后将预热处理后的圆柱进行挤压，挤压后对挤压镁锂合金进行水淬处理。挤压比为10:1-45:1，挤压温度为260℃-300℃，挤压速率为0.5-1.5mm/s。
S3、将挤压后的镁锂合金进行变温混合热轧制，变形量为60％。所述变温轧制为采用两道热轧制工序。
第一道热轧制工艺：温度为260℃-300℃，变形量为40％，每道次压下量为15％-25％，使镁锂合金中原子获得一定活性，为位错运动提供动力，同时低道次-高下压量可减少晶粒长大时间，为镁锂合金材料基体引入大量位错；
降温控制：利用控制冷却装置进行喷水冷却，冷却速度控制在5-10℃/min，控制冷却终止温度高于第二道热轧制温度5℃左右；
第二道热轧制工艺：温度50℃-100℃，变形量为20％，每道次压下量为5％-15％，热轧制后进行水淬处理，促进强化相析出，限制Zn原子取代镁原子的过程，并进一步提高材料基体的位错密度，而后进行水淬处理，防止晶粒组织长大。
S4、热轧后将降温至室温后的板材进行室温轧制变形，室温轧制工艺为：温度为25℃，变形量为10％，每道次压下量为1％-5％。
S5、将轧制后的板材进行时效处理：时效处理温度为50℃-150℃，保温时间0.5h-16h，冷却方式为空冷。
下面详细描述本发明的实施例，需要说明的是下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
实施例1对铸态镁锂合金进行热处理后，采用挤压+热轧+室温轧制的工艺对镁锂合金进行加工。
按照以下质量百分比配制镁锂合金，Li:8％、Al:3％，其余为镁和不可避免的杂质，其中，镁和铝的纯度为99.99％，杂质含量在镁锂合金材料中的占比小于0.02％；将配制好的镁锂合金原料熔炼铸造成镁锂合金铸锭，然后进行以下复合变形工艺：
S1、将镁锂合金铸锭进行均匀化处理：温度250℃，保温时间4h，冷却方式为空冷；
然后进行固溶处理：温度350℃，保温时间3h，冷却方式为水淬处理；
S2、将热处理后的机械切割出挤压圆柱并进行表面铣削处理，对圆柱进行预热处理，然后将预热处理后的圆柱进行挤压，挤压温度为260℃，挤压比为35:1，挤压速率为1mm/s，挤压后对挤压镁锂合金进行水淬处理；
S3、将挤压后的试样进行热轧制变形：温度为260℃，变形量为60％，每道次压下量为25％；
S4、将热轧后的板材进行室温轧制：温度为25℃，变形量为10％，每道次压下量为3％，最终得到2mm镁锂合金板材。
实施例2
实施例2对铸态镁锂合金进行热处理后，采用挤压+变温混合热轧+室温轧制的工艺对镁锂合金进行加工。
按照以下质量百分比配制镁锂合金，Li:8％、Al:3％，其余为镁和不可避免的杂质，其中，镁和铝的纯度为99.99％，杂质含量在镁锂合金材料中的占比小于0.02％；将配制好的镁锂合金原料熔炼铸造成镁锂合金铸锭，然后进行以下复合变形工艺：
S1、将镁锂合金铸锭进行均匀化处理：温度250℃，保温时间4h，冷却方式为空冷；
然后进行固溶处理：温度350℃，保温时间3h，冷却方式为水淬处理；
S2、将热处理后的机械切割出挤压圆柱并进行表面铣削处理，对圆柱进行预热处理，然后将预热处理后的圆柱进行挤压，挤压温度为260℃，挤压比为35:1，挤压速率为1mm/s，挤压后对挤压没锂合金进行水淬处理；
S3、将挤压后的试样进行变温混合热轧制变形：
第一道热轧制工艺：温度为260℃，变形量为40％，每道次压下量为25％；
中间降温控制：利用控制冷却装置进行喷水冷却，冷却速度控制在5℃/min，控制冷却终止温度55℃左右；
第二道热轧制工艺：温度为50℃，变形量为20％，每道次压下量为15％。
S4、将热轧后的板材进行室温轧制：温度为25℃，变形量为10％，每道次压下量为3％，最终得到2mm镁锂合金板材。
实施例3
实施例3对铸态镁锂合金进行热处理后，采用挤压+变温混合热轧+室温轧制+时效的工艺对镁锂合金进行加工。
按照以下质量百分比配制镁锂合金，Li:8％、Al:3％，其余为镁和不可避免的杂质，其中，镁和铝的纯度为99.99％，杂质含量在镁锂合金材料中的占比小于0.02％；将配制好的镁锂合金原料熔炼铸造成镁锂合金铸锭，然后进行以下复合变形工艺：
S1、将镁锂合金铸锭进行均匀化处理：温度250℃，保温时间4h，冷却方式为空冷；
然后进行固溶处理：温度350℃，保温时间3h，冷却方式为水淬处理；
S2、将热处理后的机械切割出挤压圆柱并进行表面铣削处理，对圆柱进行预热处理，然后将预热处理后的圆柱进行挤压，挤压温度为260℃，挤压比为35:1，挤压速率为1mm/s，挤压后对挤压没锂合金进行水淬处理；
S3、将挤压后的试样进行变温混合热轧制变形：
第一道热轧制工艺：温度为260℃，变形量为40％，每道次压下量为25％；
降温控制：利用控制冷却装置进行喷水冷却，冷却速度控制在5℃/min，控制冷却终止温度55℃左右；
第二道热轧制工艺：温度为50℃，变形量为20％，每道次压下量为15％。
S4、将热轧后的板材进行室温轧制：温度为25℃，变形量为10％，每道次压下量为3％，最终得到2mm镁锂合金板材；
S5、时效处理：温度为50℃，保温时间为2h，冷却方式为空冷。
实施例4
实施例4对铸态镁锂合金进行热处理后，采用挤压+变温混合热轧+室温轧制+时效的工艺对镁锂合金进行加工。
按照以下质量百分比配制镁锂合金，Li:8％、Al:3％，其余为镁和不可避免的杂质，其中，镁和铝的纯度为99.99％，杂质含量在镁锂合金材料中的占比小于0.02％；将配制好的镁锂合金原料熔炼铸造成镁锂合金铸锭，然后进行以下复合变形工艺：
S1、将镁锂合金铸锭进行均匀化处理：温度250℃，保温时间4h，冷却方式为空冷；
然后进行固溶处理：温度350℃，保温时间3h，冷却方式为水淬处理；
S2、将热处理后的机械切割出挤压圆柱并进行表面铣削处理，对圆柱进行预热处理，然后将预热处理后的圆柱进行挤压，挤压温度为260℃，挤压比为35:1，挤压速率为1mm/s，挤压后对挤压镁锂合金进行水淬处理；
S3、将挤压后的试样进行变温混合热轧制变形：
第一道热轧制工艺：温度为260℃，变形量为40％，每道次压下量为25％；
降温控制：利用控制冷却装置进行喷水冷却，冷却速度控制在5℃/min，控制冷却终止温度55℃左右；
第二道热轧制工艺：温度为50℃，变形量为20％，每道次压下量为15％。
S4、将热轧后的板材进行室温轧制：温度为25℃，变形量为10％，每道次压下量为3％，最终得到2mm镁锂合金板材；
S5、时效处理：温度为50℃，保温时间为16h，冷却方式为空冷。
实施例1～3和对比例1～6所制备的镁锂合金板材抗拉强度及延伸率性能测试结果见下表1不同工艺下镁锂合金的抗拉强度和延伸率。
对比例1
对比例1为纯铸态镁锂合金。
按照以下质量百分比配制镁锂合金，Li:8％、Al:3％，其余为镁和不可避免的杂质，其中，镁和铝的纯度为99.99％，杂质含量在镁锂合金材料中的占比小于0.02％；将配制好的镁锂合金原料熔炼铸造成镁锂合金铸锭。
对比例2
对比例2对铸态镁锂合金进行热处理后，采用挤压工艺对镁锂合金进行加工。
按照以下质量百分比配制镁锂合金，Li:8％、Al:3％，其余为镁和不可避免的杂质，其中，镁和铝的纯度为99.99％，杂质含量在镁锂合金材料中的占比小于0.02％；将配制好的镁锂合金原料熔炼铸造成镁锂合金铸锭，然后进行以下复合变形工艺：
S1、将镁锂合金铸锭进行均匀化处理：温度250℃，保温时间4h，冷却方式为空冷；
然后进行固溶处理：温度350℃，保温时间3h，冷却方式为水淬处理；
S2、将热处理后的机械切割出挤压圆柱并进行表面铣削处理，对圆柱进行预热处理，然后将预热处理后的圆柱进行挤压，挤压温度为260℃，挤压比为35:1，挤压速率为1mm/s，挤压后对挤压没锂合金进行水淬处理。
对比例3
对比例3对铸态镁锂合金进行热处理后，采用热轧工艺对镁锂合金进行加工。
按照以下质量百分比配制镁锂合金，Li:8％、Al:3％，其余为镁和不可避免的杂质，其中，镁和铝的纯度为99.99％，杂质含量在镁锂合金材料中的占比小于0.02％；将配制好的镁锂合金原料熔炼铸造成镁锂合金铸锭，然后进行以下复合变形工艺：
S1、将镁锂合金铸锭进行均匀化处理：温度250℃，保温时间4h，冷却方式为空冷；
然后进行固溶处理：温度350℃，保温时间3h，冷却方式为水淬处理；
S2、将热处理后的镁锂合金铸锭进行热轧制，温度为260℃，变形量为70％，每道次压下量为25％。
对比例4
对比例4对铸态镁锂合金进行热处理后，采用常规热轧+室温轧制工艺对镁锂合金进行加工。
按照以下质量百分比配制镁锂合金，Li:8％、Al:3％，其余为镁和不可避免的杂质，其中，镁和铝的纯度为99.99％，杂质含量在镁锂合金材料中的占比小于0.02％；将配制好的镁锂合金原料熔炼铸造成镁锂合金铸锭，然后进行以下复合变形工艺：
S1：将镁锂合金铸锭进行均匀化处理：温度250℃，保温时间4h，冷却方式为空冷；
然后进行固溶处理：温度350℃，保温时间3h，冷却方式为水淬处理；
S2：将热处理后的镁锂合金铸锭进行热轧制，温度为260℃，变形量为60％，每道次压下量为25％。
S3、将热轧后的板材进行室温轧制：温度为25℃，每道次压下量为3％，变形量为10％。
对比例5
对比例5对铸态镁锂合金进行热处理后，采用常规挤压+热轧工艺对镁锂合金进行加工。
按照以下质量百分比配制镁锂合金，Li:8％、Al:3％，其余为镁和不可避免的杂质，其中，镁和铝的纯度为99.99％，杂质含量在镁锂合金材料中的占比小于0.02％；将配制好的镁锂合金原料熔炼铸造成镁锂合金铸锭，然后进行以下复合变形工艺：
S1：将镁锂合金铸锭进行均匀化处理：温度250℃，保温时间4h，冷却方式为空冷；
然后进行固溶处理：温度350℃，保温时间3h，冷却方式为水淬处理；
S2、将热处理后的机械切割出挤压圆柱并进行表面铣削处理，对圆柱进行预热处理，然后将预热处理后的圆柱进行挤压，挤压温度为260℃，挤压比为35:1，挤压速率为1mm/s，挤压后对挤压镁锂合金进行水淬处理；
S3、将挤压后的试样进行热轧制变形：温度为260℃，变形量为70％，每道次压下量为25％。
表1不同工艺下镁锂合金的抗拉强度和延伸率
根据上表1，可以看出经过变形加工后镁锂合金强度相比铸态得到较大提高，常规挤压态镁锂合金高于常规热轧制态镁锂合金延伸率，常规热轧制态镁锂合金强度高于常规挤压态镁锂合金，而常规热轧制+室温轧制态镁锂合金强度最高，但是延伸率仅有6.4％。
常规挤压+热轧制态镁锂合金强度相比挤压变形或热轧制变形强度高，延伸率下降较少，而常规挤压+热轧制+室温轧制强度和延伸率相比常规挤压+热轧制均得到一定的提高，而挤压+变温混合热轧制+室温轧制态镁锂合金强度相比常规挤压+热轧制+室温轧制态镁锂合金强度得到一定的提高，延伸率下降较少。综上可知本发明挤压+不同温度混合轧制的复合变形工艺克服强塑性矛盾，实现了双相镁锂合金强度和塑性协同提高的目标。
如图2所示，为本发明不同时效条件下变形加工工艺的镁锂合金的抗拉强度和延伸率。为进一步提高镁锂合金强度将镁锂合金板材进行时效处理，结合图2可以发现随着时效处理时间的增长，强度呈先增高后降低的趋势，延伸率呈先下降后增高的趋势，时效2h镁锂合金强度最大，延伸率保持在10％以上，随着时效时间达到15h-16h内，强度和延伸率变化趋势趋于平缓。时效强化阶段可以提高镁锂合金强度12MPa，时效软化阶段可以提高镁锂合金延伸率6.4％。本专利采用常规变形工艺进行复合加工镁锂合金，调整镁锂合金强度和塑性的匹配，结合时效处理工艺以获得强度高，塑性良好的镁锂合金，具有一定的创新性。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺，其特征在于，
按照以下质量百分比配制镁锂合金，Li:7％-9％、Al:3％-5％，其余为镁和不可避免的杂质，其中，镁和铝的纯度为99.99％，杂质含量在镁锂合金材料中的占比小于0.02％；将配制好的镁锂合金原料熔炼铸造成镁锂合金铸锭，然后进行以下复合变形工艺：
S1、将镁锂合金铸锭进行均匀化处理，然后进行固溶处理；
S2、将热处理后的铸锭机械切割出挤压圆柱并进行表面铣削处理，对圆柱进行预热处理，然后将预热处理后的圆柱进行挤压，挤压后对挤压镁锂合金进行水淬处理；
S3、将挤压后的镁锂合金进行热轧制，变形量为60％；
S4、热轧后将降温至室温后的板材进行室温轧制变形，变形量为10％。
2.如权利要求1所述的一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺，其特征在于，所述步骤S1中的均匀化处理温度为250℃-300℃，保温时间为1.5h-4h，冷却方式为空冷。
3.如权利要求1所述的一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺，其特征在于，所述步骤S1中的固溶处理温度为350℃-420℃，保温时间为1.5h-3h，冷却方式为水淬处理。
4.如权利要求1所述的一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺，其特征在于，所述步骤S2中的挤压比为10:1-45:1，挤压温度为260℃-300℃，挤压速率为0.5-1.5mm/s。
5.如权利要求1所述的一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺，其特征在于，所述步骤S3中的热轧制工艺采用变温混合热轧制，包括以下步骤：
第一道热轧制工艺：温度为260℃-300℃，变形量为40％，每道次压下量为15％-25％，
降温控制：利用控制冷却装置进行喷水冷却，冷却速度控制在5-10℃/min，控制冷却终止温度高于第二道热轧制温度5℃左右；
第二道热轧制工艺：温度50℃-100℃，变形量为20％，每道次压下量为5％-15％。
6.如权利要求1所述的一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺，其特征在于，所述S4中的室温轧制工艺为：温度为25℃，每道次压下量为1％-5％。
7.如权利要求1所述的一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺，其特征在于，还包括步骤S5：将轧制后的板材进行时效处理。
8.如权利要求7所述的一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺，其特征在于，所述步骤S5中的时效处理温度为50℃-150℃，保温时间0.5h-16h，冷却方式为空冷。
CN202310445990.9A 2023-04-24 2023-04-24 一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺 Pending CN116574986A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310445990.9A CN116574986A (zh) 2023-04-24 2023-04-24 一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310445990.9A CN116574986A (zh) 2023-04-24 2023-04-24 一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116574986A true CN116574986A (zh) 2023-08-11

Family

ID=87535059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310445990.9A Pending CN116574986A (zh) 2023-04-24 2023-04-24 一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116574986A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117066268A (zh) * 2023-08-29 2023-11-17 佛山通宝精密合金股份有限公司 一种镁铝复合薄带的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005281824A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Sumitomo Metal Ind Ltd マグネシウム合金とアルミニウムとのクラッド板およびその製造方法
CN102418019A (zh) * 2011-12-07 2012-04-18 中南大学 一种Mg-Li基复合材料
CN103643096A (zh) * 2013-12-13 2014-03-19 内蒙古科技大学 一种双相组织的高性能镁合金板材制备方法
CN108546861A (zh) * 2018-04-18 2018-09-18 长沙新材料产业研究院有限公司 一种超轻镁合金带材的制备方法
CN108817084A (zh) * 2018-06-28 2018-11-16 河南工程学院 一种Mg-Li合金箔材的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005281824A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Sumitomo Metal Ind Ltd マグネシウム合金とアルミニウムとのクラッド板およびその製造方法
CN102418019A (zh) * 2011-12-07 2012-04-18 中南大学 一种Mg-Li基复合材料
CN103643096A (zh) * 2013-12-13 2014-03-19 内蒙古科技大学 一种双相组织的高性能镁合金板材制备方法
CN108546861A (zh) * 2018-04-18 2018-09-18 长沙新材料产业研究院有限公司 一种超轻镁合金带材的制备方法
CN108817084A (zh) * 2018-06-28 2018-11-16 河南工程学院 一种Mg-Li合金箔材的制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117066268A (zh) * 2023-08-29 2023-11-17 佛山通宝精密合金股份有限公司 一种镁铝复合薄带的制备方法
CN117066268B (zh) * 2023-08-29 2024-02-02 佛山通宝精密合金股份有限公司 一种镁铝复合薄带的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021008428A1 (zh) 一种超高强铝锂合金及其制备方法
CN102634707B (zh) 一种超高强铝锂合金及热处理工艺
CN113444940A (zh) 一种高强高韧耐蚀7055铝合金中厚板材的制备方法
CN104046934B (zh) 制备超细晶镁锌锰合金的方法
CN114182147B (zh) 一种高强高导热镁合金及其制备方法
CN110846599A (zh) 一种提高800MPa级铝合金腐蚀性能的热处理方法
CN112458349A (zh) 一种含钕和钇的低稀土高强度变形镁合金及其制备方法
CN112410691A (zh) 一种铝锂合金材料退火工艺
CN115125423B (zh) 一种高强高成形性镁锂合金及其制备方法和应用
CN115652132B (zh) 铜合金材料及其应用和制备方法
CN113528899A (zh) 一种高导热高强度铝合金薄板及其制备方法
CN112646998B (zh) 一种飞行器壁板用铝合金及板材制备方法
CN106222507B (zh) 一种低成本高阻尼高强度Mg-Zn-Ce合金及其制备方法
CN116574986A (zh) 一种双相镁锂合金强塑性协同提高的复合变形工艺
CN113737065B (zh) 一种铝合金、制备方法及应用
CN109825785B (zh) 一种非均质层状结构工业纯钛的制备方法
CN112853230B (zh) 一种低层错能面心立方结构高熵形状记忆合金及其制备方法
CN113913660A (zh) 一种热冷交替轧制制备镁合金板材的方法
CN113388764A (zh) 一种汽车防撞梁用高强7系铝合金及汽车防撞梁
CN110184499B (zh) 一种提高tc4钛合金强度水平的微合金化方法
CN108130466A (zh) 一种多元素复合强化高强度低成本镁合金及其制备方法
CN115874093B (zh) 一种700MPa级Al-Zn-Mg-Cu系铝合金挤压材及其制备方法
CN108913925B (zh) 一种手机边框用6系合金阳极氧化铝板带材及其制备方法
CN115109907B (zh) 一种减小铝合金板材各向异性的制备方法
CN114875270B (zh) 锡磷青铜合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination