本發(fā)明涉及合金材料，尤其涉及一種基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法。
背景技術(shù)：
1、鎂合金是實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有比強(qiáng)度比剛度高、易于加工成形和回收等優(yōu)點(diǎn)，是交通運(yùn)輸、航空航天和武器裝備等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)輕量化最理想的結(jié)構(gòu)材料之一。
2、鎂合金強(qiáng)塑難以協(xié)同提升是現(xiàn)有技術(shù)中亟需解決的技術(shù)問題。通過劇烈塑性變形加工如旋鍛工藝細(xì)化晶粒，引入稀土元素進(jìn)行固溶或第二相強(qiáng)化等手段雖然會大幅提高強(qiáng)度但又會顯著降低塑性。目前可通過多向熱加工工藝如熱軋，熱鍛在晶粒一般大于50μm的非稀土或低稀土含量(re≤5wt.%)鎂合金可引入孿晶網(wǎng)組織。但是很難在熱加工之后的細(xì)晶中或者凝固過程中自帶晶粒細(xì)化劑鎂合金尤其是高稀土(re≥5wt.%)含量鎂合金中（晶粒一般小于50μm）引入孿晶網(wǎng)組織，這是由于晶粒尺寸減小及稀土含量增加對孿晶形成有抑制作用。
3、本文提供的基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，基于孿晶在高應(yīng)變速率下易被激發(fā)特點(diǎn)，通過低溫高速多向沖擊在細(xì)晶中引入孿晶網(wǎng)組織。其中高速多向沖擊是為了在一個(gè)晶粒內(nèi)部激發(fā)多種孿晶變體，形成孿晶網(wǎng)分割晶粒，高速?zèng)_擊材料內(nèi)部是絕熱溫升過程，低溫是為了抑制位錯(cuò)的動(dòng)態(tài)回復(fù)，進(jìn)一步引入高密度位錯(cuò)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鎂合金強(qiáng)塑難以協(xié)同提升、細(xì)晶或高稀土含量合金難以形成孿晶網(wǎng)組織的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中鎂合金強(qiáng)塑難以協(xié)同提升、細(xì)晶或高稀土含量合金難以形成孿晶網(wǎng)組織的技術(shù)問題。
2、本發(fā)明提供一種基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，包括以下步驟：
3、（1）按基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金的元素組成稱取純鎂、mg-y合金或純鋁，并進(jìn)行預(yù)熱處理；
4、（2）在混合氣體的保護(hù)下，將純鎂熔融得到熔融鎂，升高爐溫至預(yù)設(shè)溫度加入mg-y合金或純鋁并進(jìn)行保溫處理；
5、（3）在混合氣體的保護(hù)下，升高爐溫，在攪拌條件下進(jìn)行精煉，保溫處理，得到鎂合金熔體；
6、（4）降低爐溫，將鎂合金熔體澆鑄到模具中，得到鎂合金鑄錠；
7、（5）將鎂合金鑄錠依次進(jìn)行固溶處理和熱擠壓處理，得到平均晶粒尺寸小于30μm的細(xì)晶鎂合金基體；
8、（6）將細(xì)晶鎂合金基體置于液氮中進(jìn)行低溫預(yù)處理；
9、（7）將低溫預(yù)處理后的細(xì)晶鎂合金基體進(jìn)行多向高速?zèng)_擊，得到基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金；
10、所述基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金的元素組成為，釔0~6?at%，鋁0~6at%，余量為鎂以及不可避免的雜質(zhì)，或鋁0~6?at%，余量為鎂以及不可避免的雜質(zhì)；
11、所述多向高速?zèng)_擊為沿x、y、z三個(gè)方向依次進(jìn)行的循環(huán)沖擊，每個(gè)沖擊循環(huán)包括至少3次換向沖擊，每次沖擊前均將細(xì)晶鎂合金基體置于液氮中進(jìn)行低溫預(yù)處理。
12、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，所述步驟（1）中，預(yù)熱處理的溫度為190~210℃。
13、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，所述步驟（2）中，爐溫為680~700℃，保溫處理的時(shí)間為20~30min。
14、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，所述步驟（3）中，爐溫為730~740℃，攪拌的時(shí)間為5~8min，保溫處理的時(shí)間為30~40min。
15、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，所述步驟（4）中，爐溫為720℃，模具預(yù)熱至190~210℃。
16、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，所述步驟（5）中，固溶處理的溫度為300~550℃，固溶處理的時(shí)間為8~48h，熱擠壓處理的溫度為300~430℃，熱擠壓處理的擠壓比為10~50:1，熱擠壓處理的擠壓速度為40~200mm/min。
17、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，所述步驟（6）中，低溫預(yù)處理的時(shí)間為5~20min。
18、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，所述步驟（7）中，多向高速?zèng)_擊的設(shè)備為霍普金森桿，沖擊應(yīng)變速率≥1000s-1，每次沖擊變形量為2~15%。
19、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，所述混合氣體為sf6和co2的混合氣體。
20、本發(fā)明提供的基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，通過在細(xì)晶鎂合金基體中引入孿晶網(wǎng)組織，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鎂合金強(qiáng)塑難以協(xié)同提升、細(xì)晶或高稀土含量合金難以形成孿晶網(wǎng)組織的技術(shù)問題，達(dá)到了同步增強(qiáng)強(qiáng)度與塑性、拓寬鎂合金應(yīng)用范圍的有益效果。并且，本發(fā)明提供的基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，工藝過程短耗時(shí)、液氮可循環(huán)利用，兼具高效性與低碳環(huán)保特性，為高強(qiáng)韌鎂合金的規(guī)?；I(yè)應(yīng)用提供了可行方案。此外，本發(fā)明提供的基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，適用性廣，在稀土與非稀土鎂合金中均可實(shí)現(xiàn)。
1.一種基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，預(yù)熱處理的溫度為190~210℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，爐溫為680~700℃，保溫處理的時(shí)間為20~30min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，爐溫為730~740℃，攪拌的時(shí)間為5~8min，保溫處理的時(shí)間為30~40min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，其特征在于，所述步驟（4）中，爐溫為720℃，模具預(yù)熱至190~210℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，其特征在于，所述步驟（5）中，固溶處理的溫度為300~550℃，固溶處理的時(shí)間為8~48h，熱擠壓處理的溫度為300~430℃，熱擠壓處理的擠壓比為10~50:1，熱擠壓處理的擠壓速度為40~200mm/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，其特征在于，所述步驟（6）中，低溫預(yù)處理的時(shí)間為5~20min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，其特征在于，所述步驟（7）中，多向高速?zèng)_擊的設(shè)備為霍普金森桿，沖擊應(yīng)變速率≥1000s-1，每次沖擊變形量為2~15%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫多向高速?zèng)_擊的高強(qiáng)韌鎂合金制備方法，其特征在于，所述混合氣體為sf6和co2的混合氣體。