鑄態(tài)AZ31鎂合金坯料預(yù)變形對其成形性能的影響.pdf

1、近年來，鎂合金以其較小的密度、較高的比強(qiáng)度和比剛度、優(yōu)異的電磁屏蔽性和阻尼性能以及易于加工成形性能和回收等一系列的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、電子、通訊、航空航天、國防和軍事裝備等行業(yè)。目前，鎂合金材料以鑄件特別是壓鑄件居多，但是鑄造鎂合金由于存在組織晶粒粗大、鑄造缺陷多等問題，使得在熱變形過程中容易產(chǎn)生裂紋等缺陷，造成其使用性能和應(yīng)用范圍受到很大限制。Mg-Al-Zn合金是國內(nèi)外研發(fā)最早的合金系，可以擠壓成棒材、管材、型材，軋制成薄板、厚板

2、，加工成鍛件，且原材料來源廣泛，生產(chǎn)成本低，是最常用的合金系列，該合金系中的典型合金包括AZ31、AZ61、AZ63、AZ80等，其中，AZ31鎂合金由于具有較高的強(qiáng)度和延展性，成為最重要并且應(yīng)用最廣泛的鎂合金，而鑄態(tài)AZ31鎂合金存在組織晶粒粗大、鑄造缺陷多等問題。為了解決這些問題，本文將鑄態(tài)AZ31鎂合金坯料在成形前先經(jīng)過預(yù)變形，細(xì)化合金組織，提高鎂合金的綜合性能，減少零件內(nèi)部缺陷，從而滿足更多結(jié)構(gòu)件的需求，擴(kuò)大其使用性能和應(yīng)用范圍

3、。
　　本課題將鑄態(tài)AZ31合金坯料在成形前，先在250℃、300℃、350℃、400℃、425℃五個(gè)變形溫度，10％、20%、25%、30%、40%五個(gè)變形程度及0.01s-1變形速率的條件下進(jìn)行預(yù)變形試驗(yàn)，分析其流變應(yīng)力的變化情況及組織演變情況；然后分別對鑄態(tài)試樣及預(yù)變形后的試樣進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，分析比較壓縮后的鑄態(tài)與預(yù)變形態(tài)試樣在變形過程中的組織及力學(xué)性能的變化情況，并通過壓縮試驗(yàn)后合金的最大變形程度和力學(xué)性能等綜合指標(biāo)來確定合

4、金的最佳預(yù)變形工藝。通過實(shí)驗(yàn)研究及分析討論得出：在本實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)應(yīng)變速率為0.01s-1、預(yù)變形溫度為250~425℃時(shí)，鑄態(tài)AZ31鎂合金的預(yù)變形程度最大不能超過30%，否則，材料會發(fā)生斷裂。在預(yù)變形過程中，原始粗大的晶粒被碎化，隨著預(yù)變形溫度的升高和預(yù)變形程度的不斷增大，試樣中動態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象越來越顯著，再結(jié)晶晶粒在基體中所占比例逐漸增加；隨著預(yù)變形溫度的升高，再結(jié)晶晶粒大小不斷增大。對于鑄態(tài) AZ31鎂合金，當(dāng)預(yù)變形條件為：預(yù)變形

5、應(yīng)變速率為0.01s-1、預(yù)變形溫度為400℃、預(yù)變形程度為30%時(shí)，試樣在壓縮后的屈服強(qiáng)度達(dá)到最大值，為92.37Mpa，此時(shí)材料在壓縮后的變形量為56.90%。而當(dāng)預(yù)變形應(yīng)變速率為0.01s-1、預(yù)變形溫度為350℃、預(yù)變形程度為30%時(shí)，試樣在壓縮后的變形量達(dá)到最大，為58.63%，此時(shí)材料在壓縮后的屈服強(qiáng)度為91.83Mpa。因此，鑄態(tài) AZ31鎂合金的最佳預(yù)變形工藝條件為：預(yù)變形應(yīng)變速率為0.01s-1、預(yù)變形溫度為350～4