商用變形鎂合金的低溫力學(xué)性能研究.pdf

1、鎂合金作為一種輕質(zhì)合金以其低密度高比強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，在飛機(jī)、導(dǎo)彈、飛船、衛(wèi)星等航空航天類零部件上具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，航空航天類飛行器在運(yùn)行過程中不僅要應(yīng)對(duì)強(qiáng)磁場、強(qiáng)輻射環(huán)境，還要經(jīng)受太空中的低溫環(huán)境，因此要求材料具有良好的低溫力學(xué)性能。當(dāng)前國內(nèi)外對(duì)于鎂合金性能的研究主要集中在室溫及以上溫度，而關(guān)于鎂合金低溫性能方面的研究卻很少。為進(jìn)一步擴(kuò)大傳統(tǒng)變形鎂合金的使用范圍，開展對(duì)適合在低溫條件下使用的變形鎂合金的研究，對(duì)于更加廣泛地推廣其在航

2、空航天領(lǐng)域和其它低溫環(huán)境中的應(yīng)用具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文采用工藝研究較為成熟的商業(yè)變形鎂合金，主要是AZ31鎂合金擠壓板材和AZ61、AZ80、ZK60鎂合金擠壓棒材作為研究對(duì)象，分別在不同低溫（室溫及以下）環(huán)境下進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，考察其拉伸力學(xué)性能隨溫度的變化規(guī)律，對(duì)其在低溫環(huán)境下的服役行為進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，并對(duì)合金的低溫力學(xué)行為和斷裂機(jī)制進(jìn)行分析。通過金相顯微鏡（OM）對(duì)合金在低溫下顯微組織變化情況進(jìn)行探討，利用掃描顯微鏡（S

3、EM）對(duì)其拉伸斷口形貌進(jìn)行觀察，分析討論不同合金在低溫下的斷裂機(jī)制。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　?、賹?duì)AZ31鎂合金擠壓板材分別在20℃、-40℃、-90℃、-120℃、-196℃溫度下進(jìn)行拉伸，隨拉伸溫度的降低，合金呈現(xiàn)出強(qiáng)度不斷升高，延伸率緩慢下降的趨勢。在-196℃拉伸時(shí)，抗拉強(qiáng)度較室溫提高了120MPa，屈服強(qiáng)度提高了79MPa，延伸率由室溫的17.21％下降到12.25%，說明AZ31鎂合金擠壓板材在低溫下依然可以保持很

4、好的拉伸力學(xué)性能，為其在低溫下的應(yīng)用提供了可能性。
　　② AZ61、AZ80和ZK60鎂合金擠壓棒材在20℃、-40℃、-80℃、-120℃的強(qiáng)度值隨拉伸溫度降低而升高，其中具有最小晶粒尺寸的ZK60鎂合金的強(qiáng)度上升幅度最大。AZ80和 ZK60鎂合金隨拉伸溫度降低延伸率有小幅下降，AZ61鎂合金的低溫延伸率要稍高于室溫。
　?、?AZ31和 ZK60鎂合金在20℃和-40℃拉伸斷口組織中有較多孿晶的存在，隨溫度降低孿晶數(shù)