熱塑性變形對鎂合金微觀組織與性能的影響.pdf

1、電磁連鑄鎂合金具有晶粒細(xì)小、組織均勻、優(yōu)良的力學(xué)性能和塑性變形能力等優(yōu)點(diǎn)。本文研究了電磁連鑄AZ31鎂合金的塑性變形及其組織、性能變化。分別采用了鍛造、軋制和擠壓三種塑性變形方式，研究了變形前后鎂合金的顯微組織、力學(xué)性能和斷口形貌。研究表明： （1）鍛造變形能使電磁連鑄AZ31鎂合金晶粒更細(xì)化，成分更均勻，組織更細(xì)小，內(nèi)部更致密；鍛造后AZ31鎂合金的硬度得到明顯提高。經(jīng)過一次換向鍛造和兩次換向鍛造后的硬度分別為55和63，比鑄

2、態(tài)鎂合金分別提高了22％和40％；高溫鍛造裂口呈現(xiàn)沿晶斷裂特征，室溫裂口呈現(xiàn)穿晶斷裂特征。 （2）軋制變形后的AZ31鎂合金晶粒細(xì)小、組織均勻，內(nèi)部致密，且微觀組織無明顯的變形方向性；晶粒內(nèi)部有大量的變形孿晶，呈現(xiàn)沿軋制方向取向排列。軋制后的鎂合金綜合力學(xué)性能較好，沿與軋制方向成45°方向截取的試樣其綜合力學(xué)性能最好，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率分別達(dá)到194MPa、383MPa和27.7％；斷口形貌觀察表明軋制態(tài)變形鎂合金的斷

3、口均具有韌性斷裂特征。 （3）擠壓變形后AZ31鎂合金產(chǎn)生強(qiáng)烈的織構(gòu)，該織構(gòu)呈現(xiàn)基面取向的特征，（0002）基面和<1010>晶向平行于擠壓方向。隨著擠壓比的增大，形變織構(gòu)也增強(qiáng)。擠壓變形過程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶能夠顯著細(xì)化晶粒，局部細(xì)晶區(qū)的平均晶粒為2μm。微觀組織中幾乎看不到Mg17Al12等金屬間化合物。與鑄態(tài)合金相比，擠壓后的A231鎂合金具有更細(xì)小的晶粒和更均勻的微觀組織。擠壓后材料的綜合力學(xué)性能顯著提高。隨著擠壓比的增大，

4、變形鎂合金的綜合力學(xué)性能也越優(yōu)越。擠壓比為25時(shí)，屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和斷面收縮率分別為259MPa，357MPa和30.5％，比鑄態(tài)合金分別提高了86.33％，64.52％和67.40％。隨著擠壓比的增大，晶粒細(xì)化效果更明顯，微觀組織更均勻，綜合性能更優(yōu)越。斷口形貌表明擠壓變形后材料由韌脆混合型斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂。 （4）采用MSC.Superform中的Yada模型，模擬了鎂合金的擠壓變形過程，得到了變形組織云圖，模擬結(jié)果表明