本发明属于镁合金材料领域，更具体地，涉及一种高强韧耐热镁合金设计及其大变形制备工艺。
背景技术：
1、镁合金作为目前发现中最轻的高性能材料之一，其优点在于拥有高的比强度和比刚度，并且其铸造性、导电导热性和切削加工性能也相对良好，拥有这些优点的镁合金广泛应用于汽车、电子电器、航空航天等领域。
2、目前，在轨道交通领域中，镁合金作为密度最小的金属材料，是实现车体结构轻量化的有效途径。但是，镁合金也是非常活泼的金属材料，尤其是在如今的实际应用中必须要求镁合金具有一定的热稳定性。耐热镁合金在高温环境下能够保持优异的力学性能，其组织结构和性能不易发生变化，从而确保了合金的可靠性和耐久性。目前，大部分商用镁合金热稳定性都较差，目前报道的具备一定热稳定性能的镁合金，大部分都添加了各类稀土元素，事实证明添加稀土元素确实可以使镁合金的热稳定性能得到一定程度的提升，例如：在az91d镁合金中加入稀土元素y可以提高其室温和高温下的抗拉强度和伸长率。随着y含量的提升，mg-5al-1ca-xy合金的硬度、屈服强度、抗拉强度和延伸率均有不同程度的提高。在az80镁合金中加入稀土元素ce，可以使晶粒细化，从而达到提高合金力学性能的目的。
3、mg-al-sn系合金成本低，并且各方面性能表现优异，随着合金中al含量的增加，mg-al合金的强度与延性同时升高。sn的加入降低了层错能，形成mg2sn高温熔点相，抑制了再结晶晶粒的生长，提高mg-al合金的塑性。同时al和sn降低了基面滑移与非基面滑移之间的临界分解剪切应力差，从而提高了延展性。al、sn元素在mg基体中复合作用，使得mg-al-sn合金系无论在强度还是塑性上都有着超过其二元合金的优势。但是目前的mg-al-sn系合金在耐热性能等方面还需要进一步提高，如何制备出一种同时具有耐热性能和高强度、高塑性的镁合金是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、为了提供一种同时具有耐热性能和高强度、高塑性的镁合金，本发明提出了一种高强韧耐热镁合金及其大变形制备方法，本发明采用的技术方案如下：
2、一种高强韧耐热镁合金，该镁合金包含mg、al、sn、mn、ca、稀土元素re，镁合金中各组分的质量百分数含量为：al：6wt％、sn：0.5wt％、ca：0.2wt％、mn：0.2-0.4wt％、re：0.1-0.2wt％，其余为mg。
3、其中，稀土元素re为y或ce。
4、所述高强韧耐热镁合金的大变形制备方法，具体步骤包括：
5、(1)按照上述高强韧耐热镁合金的组成，称取纯mg、纯al、纯sn、mg-3.5mn中间合金、mg-20ca，以及mg-25y中间合金或mg-25ce中间合金作为原料；
6、(2)将步骤(1)称取的上述原料进行预热；
7、(3)将经步骤(2)处理的原料进行混合熔炼，撇去浮渣后，浇注得到镁合金铸锭；
8、(4)将步骤(3)得到的镁合金铸锭进行固溶处理；
9、(5)将步骤(4)得到的镁合金铸锭进行大剪切非对称挤压，得到高强韧耐热镁合金；所述大剪切非对称挤压的挤压温度不高于400℃，挤压速率15-20mm/s，挤压比为15-100。
10、优选地，步骤(2)中预热温度为270-310℃，时间为10-15分钟。
11、优选地，步骤(3)的具体步骤为：
12、在co2和sf6的混合气体的保护下，将温度加热至660-710℃，保温60-70min，待合金熔化后，通入氩气的同时进行搅拌1-3min，以促进熔体均匀混合并达到熔体除气的效果，此温度下静置5-10min使杂质上浮，最后撇去浮渣，浇注得到镁合金铸锭。
13、进一步优选地，co2和sf6的混合气体中co2和sf6的体积比为90:1。
14、优选地，步骤(4)中，固溶处理为：温度上升至370-380℃保温3h，随后升温至420-440℃保温3.5h，再升温至485-495℃保温3h，热处理结束后迅速将其水淬，升温速率不得超过5℃/min。
15、本发明的有益效果：
16、1、本发明向mg-al-sn系镁合金中复合添加了mn、ca、re，在铸造过程中可以起到提高热稳定性的效果，提升了铸造镁合金的成材率，获得的镁合金具备高强韧、高耐热性的特点。
17、2、本发明利用大剪切非对称挤压具有更大的等效应变和金属流动速度，明显改善金属流动性的特点。通过大剪切非对称挤压工艺使织构弱化和分散，提高镁合金的室温塑韧性及二次加工成形性，从而大幅度提高了合金的强度。在提高金属力学性能的基础上，通过大剪切非对称挤压使得合金的热稳定性获得进一步提高。
18、3、本发明通过合金成分设计与大剪切非对称挤压的相互结合，控制合金含量以及相对应的挤压比，得到不同性能的高强韧耐热镁合金，性能均优于原合金成分镁合金。
19、4、本发明中的镁合金由于稀土元素re的添加，使得合金本身成本加大，但与大变形非对称挤压工艺相结合所制备出的镁合金，通过其快挤压、高效率挤压条件，通过改进加工工艺，实现了耐热镁合金材料的高效、精准制备，提高了材料利用率，反而降低了生产成本。
1.一种高强韧耐热镁合金的大变形制备方法，其特征在于，该方法具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的高强韧耐热镁合金的大变形制备方法，其特征在于，步骤(2)中预热温度为270-310℃，时间为10-15分钟。
3.根据权利要求1所述的高强韧耐热镁合金的大变形制备方法，其特征在于，步骤(3)的具体步骤为：
4.根据权利要求1所述的高强韧耐热镁合金的大变形制备方法，其特征在于，步骤(4)中，固溶处理为：
5.根据权利要求3所述的高强韧耐热镁合金的大变形制备方法，其特征在于，co2和sf6的混合气体中co2和sf6的体积比为90:1。
6.一种根据权利要求1～5任意一项所述方法制备得到的高强韧耐热镁合金。
