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1、(10)申请公布号 CN 102560301 A (43)申请公布日 2012.07.11 C N 1 0 2 5 6 0 3 0 1 A *CN102560301A* (21)申请号 201110419657.8 (22)申请日 2011.12.15 C22F 1/06(2006.01) C22C 23/06(2006.01) (71)申请人燕山大学 地址 066004 河北省秦皇岛市海港区河北大 街西段438号 (72)发明人彭秋明 刘宝宗 (74)专利代理机构石家庄一诚知识产权事务所 13116 代理人续京沙 (54) 发明名称 镁稀土合金低温应变诱导热处理方法 (57) 摘要 一种镁稀。
2、土合金低温应变诱导热处理方法， 原材料为所有镁稀土合金，其主要方法是将上 述合金锭埋入干燥的细砂中，在氩气保护下，在 0.70.85Tm(Tm：合金熔点)高温固溶处理，固 溶时间1024小时，然后人工时效，时效温度 为0.10.25Tm，时效时间为412小时。时 效过程中加载100200Mpa均向压力，变形量为 0.01-30%，在均向外应力作用下，抑制析出相生长 取向，生成纳米级球形强化相。同时，由于采用低 温时效，过饱和度增大，析出相的分数增加，强化 效果更加显著。本发明操作工艺简单，处理条件容 易控制，节约能源，特别适用于铸造镁稀土合金和 锻造镁稀土合金。 (51)Int.Cl. 权利要。
3、求书1页 说明书3页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 1/1页 2 1.一种镁稀土合金低温应变诱导热处理方法，其特征在于： （1）原材料为所有镁稀土合金，尤其是含中重稀土钐、钆、铽、镝、钬、铒的合金； （2）将上述合金锭埋入干燥的细砂，放入电阻炉中，在氩气保护下，在0.70.85Tm下 高温固溶处理，固溶时间1024小时，然后人工时效，均向加载100200Mpa压力，变形 量为0.01-30%，时效温度为0.10.25Tm，时效时间为412小时。 权 利 要 求 书CN 102560301 A 1/3页 3。
4、 镁稀土合金低温应变诱导热处理方法 技术领域 0001 本发明涉及一种镁合金的热处理方法，特别是镁稀土合金的热处理方法。 背景技术 0002 0002 大多数镁合金都可以通过热处理来改善其力学性能和加工性能。而镁合 金采取热处理的方式完全取决于合金元素的固溶行为。总的来说，镁合金的热处理工艺分 为退火和固溶时效两大类H.E. Friedrich et.al. Magnesium Technology: Springer, 2006.。 0003 1、退火。退火可以显著降低镁合金制品的抗拉强度并增加其塑性，对某些后续加 工有利。变形镁合金根据使用要求可采用高温完全退火和低温去应力退火。完全退火可。
5、 以消除镁合金在塑性变形过程中产生的加工硬化效应，提高其塑性，以便进行后续变形加 工。完全退火时一般会发生再结晶和晶粒长大，所以温度不能过高，时间不能太长K.U. Kainer. Magnesium: Wiley-VCH, 2009。去应力退火既可以减小或消除变形镁合金制品 在冷热加工、成形、校正和焊接过程中产生的残余应力，也可以消除铸件或铸锭中的残余应 力。 0004 2、固溶和时效。固溶处理是获得时效强化的前提。在适当温度下，加热到单相固 溶体相区内，保温适当时间，使原组织中的合金元素完全溶入基体金属中，形成过饱和固溶 体，这个过程就称为固溶热处理。由于合金元素和基体元素的原子半径和弹性模。
6、量的差 异，使基体产生点阵畸变。由此产生的应力场将阻碍位错运动，从而使基体得到强化。时 效沉淀强化是镁合金强化的一个重要机制。在合金中，当合金元素的固溶度随着温度的下 降而减少时，便可能产生时效强化。将具有这种特征的合金在高温下进行固溶处理，得到 不稳定的过饱和固溶体，然后在较低的温度下进行时效处理，即可产生弥散的沉淀相L.L. Rokhlin., Magnesium alloys containing rare earths: Toyler &Francis, 2003。滑 动位错与沉淀相相互作用，使屈服强度提高，合金得到强化。 0005 镁合金热处理强化的特点是：合金元素的扩散和合金相的分。
7、解过程极其缓慢，因 此固溶和时效处理时需要保持较长的时间。尤其近年来较广泛深入研究的高性能镁稀土合 金一般采用固溶加时效（T6）的方式处理，可以得到较高的力学性能。但是，这种传统稀土 镁合金T6热处理方法有如下不足： 1）由于稀土的原子半径太大，扩散速度慢，因此，时效的时候一般将温度设置在200 以上，低于200，由于时间过长，很难观察到时效强化。 0006 2）由于时效的温度较高，稀土溶质的过饱和度降低，因此，析出强化相的体积分数 降低，强化效果减弱。 0007 3）由于镁是六方结构，因此，时效过程中多数共格或半共格析出相是针状相或者 片状的，很难得到球形的强化相，使得合金的塑性明显降低。 。
8、0008 4）传统时效的过程温度高，时间长，费时、耗能。 0009 针对上述不足，专利“分段振荡热处理工艺” (ZL200610131692.9)改进了时效过 说 明 书CN 102560301 A 2/3页 4 程，强化效果增强，析出相更加分散，力学性能显著提高，但是时效过程分为多段进行，过于 繁琐，很难控制，而且析出相的形貌和传统的析出相相同，具有择优生长取向，合金随着强 度的提高，延伸率降低明显。 发明内容 0010 本发明的目的在于提供一种简单可控、强化效果明显、不损失合金塑性的镁稀土 合金低温应变诱导热处理方法。本发明主要是将镁稀土合金在高温下充分固溶，使合金 化元素充分分散在镁基体。
9、中形成过饱和固溶体，然后在四周加载应变形成一个均匀的应变 场，在低温下时效，析出大量强化相，提高合金性能。 0011 本发明的热处理方法如下： 原材料为所有镁稀土合金，尤其是含中重稀土钐、钆、铽、镝、钬和铒的合金。 0012 将上述合金锭埋入干燥的细砂，放入电阻炉中，在氩气保护下，在0.70.85Tm下 高温固溶处理，固溶时间1024小时，然后人工时效，时效温度为0.10.25Tm，时效时间 为412小时。时效过程中均向加载100200Mpa压力，变形量为0.01-30%。 0013 在均向外应力的作用下，抑制析出相生长取向，低温时效，析出球形的纳米级强化 相；同时，时效温度低，过饱和增大，第。
10、二相析出相的体积分数明显增加，强化效果更加显 著。 0014 本发明与现有技术相比具有如下优点： 1、通过外加强的应变场以消除析出相的取向生长方式，形成纳米级的球形强化相，使 合金的延伸率基本保持不变； 2、时效温度低，析出强化相的体积分数明显增加，而且不容易长大； 3、工艺简单，过程可控； 4、时效工艺温度低，时间短，省能源，成本低。 附图说明 0015 图1 是本发明热处理过程的示意简图。 0016 图2 是实施例1中Mg-8Gd-2Y-1Nd-1Sm-1Tb-0.6Zr（wt.%）合金传统固溶加时效 （T6处理）与经本发明处理后的对比硬化曲线。 0017 图3 是实施例2中Mg-8Gd-。
11、1Dy-1Ho-1Er-0.6Zr（wt.%）合金传统固溶加时效（T6 处理）与经本发明处理后的室温对比拉伸曲线。 具体实施方式 ： 实施例 1 将Mg-8Gd-2Y-1Nd-1Sm-1Tb-0.6Zr（wt.%, 质量分数）合金锭埋入干燥的细砂，放入电 阻炉中，通入氩气保护，合金熔点为 642 ，固溶温度为 545 （0.85 Tm），固溶时间为 10 h。均向加载压力为 95 MPa ，应变量为0.01%，时效温度为 138 （0.25Tm），时效时间 为12 h，峰值显微硬度为 135 （50 g， 10 s）。 0018 而采用传统的T6（固溶加时效的热处理），时效时间为48h，时效温。
12、度为220 时， 效峰值显微硬度为 110（50 g， 10 s）。如图2所示，对比传统固溶加时效（T6处理）与经 说 明 书CN 102560301 A 3/3页 5 本发明处理的硬化曲线看出，本发明的低温应变下，时效时间更短，硬化稳定区间更宽。 0019 实施例 2 将Mg-8Gd-1Dy-1Ho-1Er-0.6Zr（wt.%, 质量分数）合金锭埋入干燥的细砂，放入电阻炉 中，通入氩气保护，合金熔点为639 ，固溶温度为 448 （0.7 Tm），固溶时间为 24 h。 均向加载压力为 200 MPa （应变量为30%），时效温度为 64 （0.1Tm），时效时间为4 h，峰 值显微硬度为。
13、 140 （50 g， 10 s）。 0020 采用传统的T6（固溶加时效的热处理），时效时间为48 h，时效温度为225 时， 效峰值显微硬度为 113（50 g， 10 s）。如图3所示，可以通过两种方式的在峰值硬度时的 拉伸情况，看出本发明经过低温均应变热处理后，延伸率较传统T6热处理明显提高，主要 是因为析出的第一相为球形相，改变了各向异性，从而提高了合金的塑性。 0021 实施例 3 将Mg-12Dy-4Y-2Nd-0.6Zr（wt.%, 质量分数）合金锭埋入干燥的细砂，放入电阻炉中， 通入氩气保护，合金熔点为 628 ，固溶温度为 502 （0.8 Tm），固溶时间为 24 h。均。
14、 向加载压力为 150 MPa （应变量为3%），时效温度为 125 （0.2Tm），时效时间为10 h，峰 值显微硬度为 150 （50 g， 10 s），室温延伸率为4.5 %。相反，采用传统的T6（固溶加时 效的热处理），时效时间为60 h，时效温度为220 时，效峰值显微硬度为 123（50 g， 10 s），室温延伸率为2 %。 0022 实施例 4 将Mg-8Tb-4Y-2Sm-0.6Zr（wt.%, 质量分数）合金锭埋入干燥的细砂，放入电阻炉中， 通入氩气保护，合金熔点为 631 ，固溶温度为 505 （0.8 Tm），固溶时间为 18 h。均 向加载压力为 175 MPa （应变量为1%），时效温度为 125 （0.2Tm），时效时间为12 h，峰 值显微硬度为 160 （50 g， 10 s），室温延伸率为5.2 %。采用传统的T6（固溶加时效的热 处理），时效时间为48 h，时效温度为225 时，效峰值显微硬度为 119（50 g， 10 s），室 温延伸率为2.5 %。 说 明 书CN 102560301 A 1/3页 6 图1 说 明 书 附 图CN 102560301 A 2/3页 7 图2 说 明 书 附 图CN 102560301 A 3/3页 8 图3 说 明 书 附 图CN 102560301 A 。