一种强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材及制备方法，其包括如下步骤：S1，深冷处理+低速轧制+退火，将非基面织构变形镁合金板材深冷处理0.5~2h，深冷处理完成后进行低速轧制，再置于空气中自然恢复至室温，然后进行回复退火处理，淬火；S2，深冷处理+高速轧制+退火，将S1处理后的变形镁合金板材深冷处理0.5~2h，深冷处理完成后进行高速轧制，再置于空气中自然恢复至室温，然后进行回复退火处理，淬火，得到强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材。其能够在保留变形镁合金板材非基面织构特征的同时，通过在板材内部引入大量相互平行或交叉的{10‑12}拉伸孪晶实现强度的明显提升，最终实现非基面织构变形镁合金板材强度和塑性良好匹配。

【技术实现步骤摘要】
一种强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材及制备方法
本专利技术涉及金属板材轧制
，具体涉及强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材及制备方法。
技术介绍
在构件轻量化以实现二氧化碳低排放的大背景下，具有低密度、高比强度和比刚度的变形镁合金板材，在汽车工业和航空航天领域具有巨大的市场需求和应用前景。然而变形镁合金板材由于其密排六方的晶体结构导致在室温条件下的独立滑移系有限，使得变形镁合金板材室温塑性变形能力较差。另外，变形镁合金板材在加工制备过程中容易形成较强的基面织构，进而导致后续成形加工困难，制约了其大规模应用。因此，通过织构调控实现变形镁合金板材织构的弱/非基面化，是改善其室温塑性变形能力的重要手段。JianTu等在“EffectofrollingspeedsontexturemodificationandmechanicalpropertiesoftheAZ31sheetbyacombinationofequalchannelangularrollingandcontinuousbendingathightemperature,JournalofAlloysandCompound”开发了一种等径角轧制-连续弯曲-退火（equalchannelangularrolling-continuousbending-annealing,ECAR-CB-A）的镁合金板材织构调控新工艺，成功在AZ31镁合金板材制备出一种非常罕见的、由法向ND向轧向RD偏转45°左右的双峰分离特殊非基面织构。具有该特殊织构的AZ31镁合金板材的室温IE值达7.4mm，已达到国际一流水平，有望突破传统镁合金板材室温塑性成形方面的瓶颈。然而DenghuiSong等在“DenghuiSongetal.ImprovedstretchformabilityofAZ31sheetviatexturecontrolbyintroducingacontinuousbendingchannelintoequalchannelangularrolling,JournalofMaterialsProcessingTechnology”研究表明ECAR-CB-A工艺制备的该特殊非基面织构AZ31镁合金板材在力学性能上表现出显著的强度降低现象，其在沿轧向RD拉伸时的屈服强度仅为74MPa左右，明显低于常用基面织构AZ31镁合金板材的屈服强度。众所周知，镁合金板材强度的降低会制约其成形零件的应用范围，这意味着，尽管该特殊非基面织构可以显著提升板材的室温塑性变形能力，基本消除基面织构对板材室温塑性变形能力的不利影响，但是如果不能有效地提高板材强度，就无法制备出强度和塑性匹配的高性能镁合金板材，进而无法适应工业化应用的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材及制备方法，其能够在保留变形镁合金板材非基面织构特征的同时，通过在板材内部引入大量相互平行或交叉的{10-12}拉伸孪晶实现强度的明显提升，最终实现非基面织构变形镁合金板材强度和塑性良好匹配。本专利技术所述的强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材的制备方法，其包括如下步骤：S1，深冷处理+低速轧制+退火；S11，将非基面织构变形镁合金板材深冷处理0.5~2h；S12，深冷处理完成后进行低速轧制，轧制变形量为2.5~5%，轧制速度为0.1~0.5m/s；S13，置于空气中自然恢复至室温，然后进行回复退火处理，淬火；S2，深冷处理+高速轧制+退火；S21，将S1处理后的变形镁合金板材深冷处理0.5~2h；S22，深冷处理完成后进行高速轧制，轧制变形量为2.5~5%，轧制速度为5~10m/s；S23，置于空气中自然恢复至室温，然后进行回复退火处理，淬火，得到强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材。进一步，S11和S21的深冷处理均是将变形镁合金板材置于液氮环境中进行。进一步，所述S13中回复退火处理的退火温度为80~120℃，退火保温时间为0.5~1h。进一步，所述S23中回复退火处理的退火温度为140~180℃，退火保温时间为0.5~2h。采用上述方法制备得到的强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果。1、本专利技术首先通过深冷处理+低速轧制，在非基面织构变形镁合金板材中激活大量的位错运动，配合后续的退火处理，进而在变形镁合金板材中引入大量的位错亚结构，为{10-12}拉伸孪晶的引入提供更多的形核位点。随后通过深冷处理+高速轧制，在有效抑制位错运动的同时，引入大量相互平行或交叉的{10-12}拉伸孪晶，配合后续的退火处理，在确保不发生晶粒再结晶的条件下使得位错密度显著降低，最终得到含有大量相互平行或交叉的{10-12}拉伸孪晶的非基面织构变形镁合金板材。通过大量相互平行或交叉的{10-12}拉伸孪晶的引入，提升了非基面织构变形镁合金板材沿RD方向的拉伸屈服应力，同时塑性性能无显著变化，实现了非基面织构变形镁合金板材强度和塑性良好匹配。2、本专利技术采用液氮对镁合金板材进行深冷处理，液氮是制氧工业的副产品，价格低廉，原料来源广，节约能源，容易存储和运输、化学性能稳定、无毒无污染，与常规热处理相比，成本极其低廉。3、本专利技术采用普通轧机即可实现低速轧制和高速轧制，操作简单安全，有利于大规模工业化应用。附图说明图1是本专利技术所述强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材微观形貌图；图2是本专利技术所述强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材的织构示意图；图3是本专利技术所述强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材的力学行为图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作详细说明。实施例一，一种强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材的制备方法，其包括如下步骤：S1，深冷处理+低速轧制+退火；S11，将非基面织构AZ31镁合金板材置于液氮环境中深冷处理0.5h，非基面织构AZ31镁合金板材的初始厚度为1.2mm；S12，深冷处理完成后立即对板材进行低速轧制，轧制变形量为3%，轧制速度为0.2m/s；S13，置于空气中自然恢复至室温，然后进行回复退火处理，退火温度为85℃，退火保温时间为0.5h，淬火。通过深冷处理+低速轧制，在非基面织构变形镁合金板材中激活大量的位错运动，配合后续的回复退火处理，进而在变形镁合金板材中引入大量的位错亚结构，为{10-12}拉伸孪晶的引入提供更多的形核位点。S2，深冷处理+高速轧制+退火；S21，将S1处理后的AZ31镁合金板材置于液氮环境中深冷处理0.5h；S22，深冷处理完成后立即对板材进行高速轧制，轧制变形量为3%，轧制速度为5m/s；S23，置于空气中自然恢复至室温，然后进行回复退火处理，退火温度为140℃，退火保温时间为1h，淬火，得到强度和塑性匹配良好的AZ31镁合金板材。通过深冷处理+高速轧制，在有效抑制位错运动的同时，引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1，深冷处理+低速轧制+退火；/nS11，将非基面织构变形镁合金板材深冷处理0.5~2h；/nS12，深冷处理完成后进行低速轧制，轧制变形量为2.5~5%，轧制速度为0.1~0.5m/s；/nS13，置于空气中自然恢复至室温，然后进行回复退火处理，淬火；/nS2，深冷处理+高速轧制+退火；/nS21，将S1处理后的变形镁合金板材深冷处理0.5~2h；/nS22，深冷处理完成后进行高速轧制，轧制变形量为2.5~5%，轧制速度为5~10m/s；/nS23，置于空气中自然恢复至室温，然后进行回复退火处理，淬火，得到强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材。/n

【技术特征摘要】
1.一种强度和塑性匹配良好的变形镁合金板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，深冷处理+低速轧制+退火；
S11，将非基面织构变形镁合金板材深冷处理0.5~2h；
S12，深冷处理完成后进行低速轧制，轧制变形量为2.5~5%，轧制速度为0.1~0.5m/s；
S13，置于空气中自然恢复至室温，然后进行回复退火处理，淬火；
S2，深冷处理+高速轧制+退火；
S21，将S1处理后的变形镁合金板材深冷处理0.5~2h；
S22，深冷处理完成后进行高速轧制，轧制变形量为2.5~5%，轧制速度为5~10m/s；
S23，置于空气中自然恢复至室温，然后进行回复退火处理，淬火，得到强度和塑性匹配良好的变形镁合金板...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡励，周涛，张守祚，时来鑫，陈晓娟，李明骜，胡涵，杨明波，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50