Mg-Gd-Y-Zr合金切屑熱擠壓回收技術(shù)小試研究.pdf

1、本文以Mg-9.91wt％Gd-2.95wt%Y-0.35wt%Zr(GW103K)合金作為研究對(duì)象,在實(shí)驗(yàn)室研究基礎(chǔ)上將回收料尺寸放大,“小試”研究鎂合金切屑固態(tài)回收技術(shù),為進(jìn)一步“中試”、工業(yè)化應(yīng)用提供基礎(chǔ)。通過(guò)切屑熱壓實(shí)制備回收坯料,在不同擠壓溫度和擠壓比的條件下,擠壓變形制備棒材、管材和型材。利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、維氏硬度計(jì)和材料拉伸、壓縮試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備系統(tǒng)研究回收工藝、擠壓形狀與組織、力學(xué)性能之間的關(guān)

2、系。
　　研究表明,對(duì)于大尺寸固態(tài)回收棒材樣品,擠壓溫度400~500℃,擠壓比5:1~25:1變形條件下,平均晶粒尺寸標(biāo)準(zhǔn)差百分比在6~13%范圍變化。各樣品不同區(qū)域組織分布狀態(tài)接近,邊緣比中心晶粒更細(xì)小致密,第二相數(shù)量更多、聚集程度更高。不同擠壓工藝下,擠壓態(tài)棒材顯微硬度標(biāo)準(zhǔn)差百分比不超過(guò)2%。400℃下擠壓可獲得最佳的組織和力學(xué)性能均勻性,時(shí)效處理對(duì)于提高固態(tài)回收樣品整體組織均勻性有利。
　　相同變形條件下,方管的組織

3、和力學(xué)性能均勻性優(yōu)于棒材和型材,平均晶粒尺寸標(biāo)準(zhǔn)差百分比為5%,時(shí)效前顯微硬度標(biāo)準(zhǔn)差百分比為1.2%,時(shí)效后減小到1%以下。這與方管截面良好的對(duì)稱性,且各區(qū)域厚度均勻有關(guān),其擠壓形狀使其在擠壓過(guò)程中不同部位受應(yīng)力應(yīng)變相近,擠壓形狀的對(duì)稱性越好,不同區(qū)域厚度均勻性越好,擠壓材組織、力學(xué)均勻性越好。
　　對(duì)比研究固態(tài)回收樣品和參考樣品,450℃、擠壓比25:1條件下回收樣品冶金結(jié)合良好,平均晶粒尺寸6μm左右,比同等變形條件下參考樣品

4、組織更細(xì)小。200℃,44 h小時(shí)時(shí)效處理后,表現(xiàn)出優(yōu)良的室溫力學(xué)性能(顯微硬度121.93 HV,屈服強(qiáng)度325 MPa),均高于參考樣品。壓縮性能方面,回收樣品和參考樣品均表現(xiàn)出良好的拉壓對(duì)稱性,壓縮與拉伸屈服強(qiáng)度比值在0.95~1之間。回收樣品壓縮拉壓對(duì)稱性略好,這與其絲織構(gòu)強(qiáng)度較低、晶粒度更細(xì)小有關(guān)。
　　450℃、擠壓比10:1條件下,固態(tài)回收棒材截面直徑尺寸比為5:2,大、小尺寸樣品平均晶粒尺寸分布為19.6μm和7.