本發明屬于有色金屬結構材料加工，具體涉及高強稀土鎂合金厚板的高溫小變形量軋制工藝。
背景技術：
1、鎂合金作為最輕的金屬結構材料，因其比強度和比剛度高、阻尼性能優越、生物相容性良好、儲氫能力強以及電池理論比容量高等優勢，廣泛應用于航空航天、汽車制造和電子產品等領域，然而，鎂合金較低的強度和塑性性能嚴重限制了其在工業中的更廣泛應用。
2、目前，提升鎂合金強塑性的主要方法包括合金化和塑性變形，研究表明，稀土元素通過固溶強化和析出強化顯著提高了鎂合金的強度和塑性，其中gd元素尤為關鍵。在548℃的固相線溫度下，gd在鎂合金中的固溶極限可達23.5wt.％，但在200℃的時效溫度下迅速降低至小于3wt.％，由此產生顯著的析出強化效果，以此為基礎的mg-14gd-0.3zr合金已成為研究和應用的典型材料。
3、在塑性變形方面，現有技術通常采用擠壓、軋制和鍛造等方法，然而，這些方法存在顯著局限性：擠壓工藝雖然能夠生產高性能棒材，但其產品尺寸受限；鍛造加工大尺寸樣品時，其力學性能均勻性較差，同時容易在瞬時載荷沖擊下發生開裂；相比之下，軋制工藝因其適用于大尺寸鎂合金板材的加工而成為理想技術手段，然而，當前通過軋制制備的強度高于400mpa的鎂合金板材，其厚度通常小于10mm，主要因為提高強度所需的較大塑性變形導致板材厚度無法滿足更大尺寸的需求。
4、針對我國航空航天領域對高強度、大尺寸鎂合金板材的迫切需求，提出了一種結合合金元素優化和高溫單相區小變形量軋制技術的新方法，通過降低軋制過程中樣品的開裂傾向、加速動態再結晶過程、細化晶粒結構以及增強時效納米析出相的強化效果，能夠制備出滿足工業應用需求的大尺寸、高強度鎂合金板材。
技術實現思路
1、為解決現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種結合合金元素優化和高溫單相區小變形量軋制技術的新方法，通過降低軋制過程中樣品的開裂傾向、加速動態再結晶過程、細化晶粒結構以及增強時效納米析出相的強化效果，能夠制備出滿足工業應用需求的大尺寸、高強度鎂合金板材。
2、為解決現有技術中存在的不足，本發明的所采用的技術方案如下。
3、本發明提供一種高強稀土鎂合金厚板的高溫小變形量軋制工藝，其具體包括以下步驟：
4、(1)為了消除鑄造過程中形成的粗大的共晶相以及非平衡凝固過程中形成的枝晶偏析，首先對mg-14gd-0.3zr鎂合金鑄錠進行均勻化處理，取鑄錠在510℃下進行均勻化處理，時間為15h，固溶處理完畢后立即放入60～100℃的溫水中淬火；
5、(2)均勻化之后的錠坯在450℃下保溫20min，以軋制速度0.1m/s進行軋制；第一道次下壓量為3％，目的是使合金產生預變形，優化后續的變形加工能力；后續每道次下壓量～15％。每道次軋制完成后，進行450℃下保溫15min的回火處理，隨后進行下一道次的軋制；經過6道次軋制，總的變形量為60％，最終板材厚度為40mm。軋制完成后，樣品迅速冷水淬火，以避免晶粒異常長大并保留軋制引入的高密度位錯。
6、(3)將軋制完成的樣品在200℃下進行等溫時效處理，保溫時間為40小時，以進一步提升材料強度。
7、根據本發明提供的工藝方法制取的軋制樣品沿著軋向的屈服強度≥395mpa，極限抗拉強度≥454mpa，延伸率≥5％。
8、本發明的所述技術方案獲得的有益效果為：
9、本發明通過以高固溶度的重稀土gd作為主要合金化元素，促進非基面滑移，顯著提高合金塑性，有效降低高溫軋制過程中的開裂風險，從而獲得兼具高強度和良好塑性的鎂合金厚板；采用高溫單相區軋制工藝，抑制了微米級mg5gd相的動態析出，減少了粗大析出相對力學性能的不利影響；同時，高溫促使gd元素在基體內大量固溶并均勻擴散，為后續等溫時效過程中納米級mg7gd相的高密度析出創造了條件；該析出相尺寸小、分布均勻，且位于鎂晶胞的柱面上，能夠有效阻礙基面滑移，產生顯著的析出強化效果。
10、通過450℃的加工溫度和60％的總變形量設計，形成了異構微觀組織，實現了額外的加工硬化和異構強化效果，進一步提升了材料的強度和塑性。本發明通過優化加工溫度和變形量，避免了因溫度過高(475℃或500℃)導致再結晶加快形成均一性的細晶組織，使塑性降低；以及因變形量不足或過大導致的異構組織無法形成或均一性的細晶組織的問題，確保了材料性能的穩定性和一致性。
11、通過上述工藝，本發明能夠制備厚度達40mm、強度超過400mpa的高性能稀土鎂合金厚板，滿足航空航天等領域對高強度、大尺寸鎂合金板材的需求，具有重要的工業應用價值。
1.一種高強稀土鎂合金厚板的高溫小變形量軋制工藝，其步驟在于，
2.根據權利要求1所述的一種高強稀土鎂合金厚板的高溫小變形量軋制工藝，所述鑄錠為mg-14gd-0.3zr(wt.％)。
3.根據權利要求1所述的一種高強稀土鎂合金厚板的高溫小變形量軋制工藝，軋制速度為0.1m/s，第一道次下壓量為3％，后續每道次下壓量～15％；每道次軋制完成后，進行450℃下保溫15min的回火處理，隨后進行下一道次的軋制。
4.根據權利要求3所述的一種高強稀土鎂合金厚板的高溫小變形量軋制工藝，經過6道次軋制，總的變形量為60％，最終板材厚度為40mm。
5.根據權利要求1所述的一種高強稀土鎂合金厚板的高溫小變形量軋制工藝，第一道次下壓量為2％，每道次軋制完成后，進行450℃下保溫15min的回火處理，隨后進行下一道次的軋制。
6.根據權利要求5所述的一種高強稀土鎂合金厚板的高溫小變形量軋制工藝，經過5道次軋制，總的變形量為60％，最終板材厚度為40mm。
7.根據權利要求1所述的一種高強稀土鎂合金厚板的高溫小變形量軋制工藝，取鑄錠在510℃下進行均勻化處理，時間為15h，固溶處理完畢后立即放入60～100℃的溫水中淬火。
8.根據權利要求1-7中任意一項所述的一種高強稀土鎂合金厚板的高溫小變形量軋制工藝，最后對軋制合金進行等溫時效處理。
9.根據權利要求8所述的一種高強稀土鎂合金厚板的高溫小變形量軋制工藝，隨后在200℃下進行等溫時效，時間為40h。
10.根據權利要求9所述的一種高強稀土鎂合金厚板的高溫小變形量軋制工藝，軋制樣品沿著軋向的屈服強度≥395mpa，極限抗拉強度≥454mpa，延伸率≥5％。