本发明涉及镁合金，具体涉及一种新型非稀土高热稳定的颗粒增强镁合金棒材的合金成分体系设计及挤压成型工艺
背景技术：
1、目前，在汽车产业中，除了现有的汽车基本设备外，各种电子和电气元件的使用也在增加。这种额外的方便装置的使用导致汽车总重量的增加，从而导致其燃油效率的降低和二氧化碳排放量的增加。而镁合金以其低密度和高比强度的特点在汽车工业中受到广泛关注。为了扩大镁合金在要求高强度、高刚度的汽车车身和底盘部件上的应用，人们对挤压镁合金进行了广泛的研究，挤压镁合金的力学性能比铸造镁合金高得多。
2、由于商用合金mg-al和mg -zn基合金(如az80和zk60)具有较差的可挤压性，并且它们在低挤压速度下的挤压转化为挤出产品的生产率低。为了克服这些工业合金的缺点，近年来开发了具有高机械性能和优异挤压性的mg-bi基合金。mg-bi合金可以通过形成热稳定的第二相来保证优异的挤压性，如在mg-bi基合金中在挤压过程中会析出大量mg-bi相，通过形成大量的细小析出物来可以提高合金形核位点，通过形成细小的再结晶晶粒组织来提高强度同时保证高延展性。
3、si与mg可形成高熔点mg2si(1085ºc)。在挤压过程中加入si有望提高mg-bi合金的耐热性。此外，si在mg中的固溶度极低，通过添加微量的si，使铸态镁合金中存在的共晶mg2si相在挤压过程中破碎成细小分散的颗粒，通过orowan强化机制提高强度。
4、在此合金的基础上，通过添加微量mn获得了更高的抗拉强度，但目前为止挤压mg-bi基合金的极限抗拉强度仍小于250 mpa。因此可以通过加入1%-3%的al作为添加剂合金元素，以改善合金的力学性能，显著改善其拉伸延展性。因此，本发明专利目的在于之前的mg-bi基合金的基础上，通过合金元素添加来改善mg-bi合金的力学性能,以求获得具有较好力学性能的非稀土镁合金成分体系。
技术实现思路
1、基于现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种新型非稀土高热稳定的颗粒增强镁合金棒材的合金成分体系设计及挤压成型工艺，提高合金再结晶过程中的形核率，使得再结晶晶粒充分细化，大量细的再结晶晶粒使得合金具有较好的细晶强化以及晶界强化效果。
2、为实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案如下。
3、一种高热稳定性颗粒增强的mg-bi系变形镁合金，其组分按原子百分比为：bi ：4%～6%，si：0.3～1%，mn：0～0.5%，al：1～3%余量为mg及不可避免的杂质元素。
4、优选地，其组分按原子百分比为：bi ：4%，si：0.5%，余量为mg及不可避免的杂质元素。
5、优选地，其组分按原子百分比为：bi ：5%，si：0.5%，mn：0.5%，al：1%，余量为mg及不可避免的杂质元素。
6、优选地，其组分按原子百分比为：bi ：5%，si：0.5%，mn：0.5%，al：2%，余量为mg及不可避免的杂质元素。
7、一种高热稳定性颗粒增强的mg-bi系变形镁合金的挤压成型工艺，其步骤在于，
8、(a)对目标非稀土镁合金铸锭进行均匀化处理；均匀化温度为480ºc，均匀化时间为12h；
9、(b)将均匀化处理之后的合金铸锭和铸态的镁合金铸锭进行一次挤压成型，得到直径15的挤压成型棒材；挤压温度为380ºc，挤压速率0.3~0.4 mm/s；
10、(c)对挤压棒材进行等温时效处理；等温时效温度为180ºc，等温时效时间为40h。
11、本发明所述的合金体系和成型技术方案所带来的有益效果为：
12、mg-bi基合金作为新的低成本非稀土镁合金成分体系，在其挤压生产过程中会形成大量的第二相颗粒，如mg3bi2等第二相颗粒，大量第二相粒子的存在可以提供大量形核位点，从而提高合金再结晶过程中的形核率，使得再结晶晶粒充分细化，大量细的再结晶晶粒使得合金具有较好的细晶强化以及晶界强化效果，同时细小的晶粒结构也对提高合金延展性具有较好的帮助，si元素的加入可以在合金中形成具有较高耐热性的mg2si相，可以有效提高镁合金的耐热阻燃性能，由此本发明的有益效果为提供了一种具有良好颗粒增强和耐热性能的低成本非稀土镁合金棒材成分体系及挤压生产工艺。
1.一种高热稳定性颗粒增强的mg-bi系变形镁合金，其特征在于，其组分按原子百分比为：bi ：4%～6%，si：0.5～1%，mn：0～0.5%，al：0～3%余量为mg及不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种高热稳定性颗粒增强的mg-bi系变形镁合金，其特征在于，其组分按原子百分比为：bi ：4%，si：0.5%，余量为mg及不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的一种高热稳定性颗粒增强的mg-bi系变形镁合金，其特征在于，其组分按原子百分比为：bi ：5%，si：0.5%，mn：0.5%，al：1%，余量为mg及不可避免的杂质元素。
4.根据权利要求1所述的一种高热稳定性颗粒增强的mg-bi系变形镁合金，其特征在于，其组分按原子百分比为：bi ：5%，si：0.5%，mn：0.5%，al：2%，余量为mg及不可避免的杂质元素。
5.权利要求1-4中任意一项提及的一种高热稳定性颗粒增强的mg-bi系变形镁合金的挤压成型工艺，其步骤在于，
6.根据权利要求5所述的成型工艺，其特征在于，所述步骤a中均匀化温度为480ºc，均匀化时间为12h。
7.根据权利要求5所述的成型工艺，其特征在于，所述步骤b中的挤压温度为380ºc，挤压速率0.3~0.4 mm/s。
8.根据权利要求5所述的成型工艺，其特征在于，所述等温时效温度为180ºc，等温时效时间为40h。
