鑄態(tài)AZ80鎂合金多次變形工藝及力學行為研究.pdf

1、通過塑性變形可改善鎂合金的組織，大幅提高力學性能。但受鎂合金塑性變形能力差和大尺寸、復雜結構件難于一次成形的限制，工程應用中工件的成形往往通過多次熱變形獲得，成形后的組織由各階段組織演化而來。因此通過優(yōu)化工藝及過程參數(shù)，來控制組織演化向著有利于力學性能提高的方向發(fā)展，對工程應用有著極其重要的意義。
　　本文以鑄態(tài)AZ80鎂合金為研究對象，以平面應變等溫壓縮實驗為變形方法，采用拉伸試驗、硬度測試、金相、SEM等分析手段，圍繞恒溫和階

2、梯降溫多次熱變形及后續(xù)熱處理對組織及性能的影響開展工作，研究了不同初始態(tài)、中間加熱次數(shù)、變形溫度、熱處理對鎂合金AZ80強韌化的影響規(guī)律，探討了組織對性能的影響關系，最后將優(yōu)化后工藝及參數(shù)對鎂合金AZ80車輪進行試制，驗證其結果的可靠性。
　　首先對鑄態(tài)和均勻化初始態(tài)進行壓縮變形，并對變形后的組織和力學性能進行分析對比。研究發(fā)現(xiàn)均勻化可使原鑄態(tài)組織中粗大的第二相溶入基體，且溶質可有效促進動態(tài)再結晶發(fā)生，增大基體中細晶所占比例，促使

3、力學性能提高。通過以上研究表明鎂合金變形前應進行均勻化處理。
　　390℃恒溫多次變形的中間加熱可使基體中的晶粒尺寸均勻化，終了變形后無粗晶的合金組織有利于拉伸性能的提高，但硬度偏低。在滿足塑性指標的前提下，為進一步增加強硬化效果，可通過優(yōu)化T5處理的時效時間來實現(xiàn)。針對鎂合金AZ80，最佳的中間加熱次數(shù)為三次，170℃下T5處理的最佳時效時間為12～14h，最后獲得的力學性能為Rm≥340MPa、A≥9％和硬度≥HRB40。同時

4、，本文分析了晶粒尺寸均勻化原因、熱處理析出相特點及原因和不同變形程度下晶粒細化機制。
　　階梯降溫多次變形因后期變形溫度低于脫溶溫度，析出相釘扎粗晶使其難于變形，容易造成應力集中，且變形后為含有粗晶的混晶組織，拉伸性能較低。因此，鎂合金變形溫度不得低于脫溶溫度以下。但通過T6處理的高溫固溶可實現(xiàn)晶粒尺寸均勻化，提高其塑性指標，同時后續(xù)T6時效處理可實現(xiàn)其強硬化。針對鎂合金AZ80，T6處理（415℃+1.5h、170℃+11.2h

5、）可實現(xiàn)較好的強韌化目標，其力學性能為Rm=320MPa、HRB31、A=9%，但仍低于優(yōu)化后的恒溫多次變形力學性能。
　　鎂合金變形前應進行均勻化處理，變形溫度應選擇在脫溶溫度以上，并可通過增加中間加熱次數(shù)來獲得晶粒尺寸均勻的變形組織，后經(jīng)適當?shù)腡5處理實現(xiàn)最佳的強韌化目標。實驗中獲得的鑄態(tài)AZ80鎂合金最佳的強韌化工藝路線為：415℃+16h均勻化→390℃變形，中間加熱三次→170℃+12～14h的T5熱處理。
　　將