AZ31鎂合金自阻加熱超塑成形工藝.pdf

1、鎂合金是實(shí)際應(yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)金屬材料，比強(qiáng)度高、彈性模量高、電磁屏蔽性能好，具有較好的減震性和散熱性，且對(duì)環(huán)境無(wú)污染，因此在國(guó)防、民用工業(yè)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。但是由于鎂合金密排六方晶體結(jié)構(gòu)，滑移系少，室溫下塑性成形性能較差，難以通過(guò)傳統(tǒng)的沖壓方法加工，因?yàn)榇蟠笙拗屏似湓诮Y(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用。超塑成形不同于傳統(tǒng)的塑性加工方法，鎂合金在超塑成形條件下變形能力大大增加，因此有可能通過(guò)超塑成形來(lái)生產(chǎn)零件。
　　本文通過(guò)對(duì)AZ31鎂合金在不同條

2、件下的自由脹形行為、微觀組織演變、空洞行為的研究，確定使AZ31鎂合金獲得最佳超塑成形性能的工藝條件，從而為AZ31鎂合金超塑成形技術(shù)研究和應(yīng)用提供依據(jù)。為此，本文作如下研究：
　　通過(guò)熱軋工藝制得平均晶粒尺寸為4.5μm，厚度為0.8mm的鎂合金板材。通過(guò)ANSYS熱電耦合數(shù)值模擬不同電流密度和時(shí)間條件下，試樣的溫度分布。試樣的溫度場(chǎng)呈現(xiàn)中間高，兩端低的分布規(guī)律。隨著試樣溫度的升高，中間均溫區(qū)的范圍逐漸擴(kuò)大。剛開(kāi)始加熱時(shí)升溫速度

3、較大，隨著溫度升高，由于輻射帶來(lái)的熱損失增大，升溫速度逐漸減小，最后溫度隨時(shí)間變化的曲線趨于與時(shí)間軸平行的直線。當(dāng)電流密度為25A/mm2，鎂合金試樣加熱到400℃所需時(shí)間為60秒，均溫區(qū)大約為30mm。
　　通過(guò)在350～450℃范圍內(nèi)，不同應(yīng)變速率條件下AZ31鎂合金超塑自由脹形，應(yīng)用光學(xué)顯微鏡（OM）和透射電鏡（TEM）觀察了溫變形中的微觀組織演變和空洞行為。結(jié)果表明，在400℃時(shí)脹形件高度最高，高徑比達(dá)到0.52。脹形件頂

4、部晶粒較小，5-6μm左右，這是由于超塑脹形過(guò)程中變形程度較大，再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力就較大，在釋放過(guò)程中誘發(fā)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。原始組織中的孿晶組織也通過(guò)氣脹成形過(guò)程中的動(dòng)態(tài)回復(fù)再結(jié)晶得以消除，變形后孿晶組織較少。中部晶粒有一定程度的長(zhǎng)大，晶粒度為20μm左右，底部晶粒比中部和頂部都大，而且還有部分孿晶組織。在350～450℃的高溫超塑變形范圍內(nèi)，細(xì)晶AZ31鎂合金在超塑變形的后期在晶界處產(chǎn)生了大量晶絲，晶絲之間存在許多“O”形空洞。晶間空洞是由于“