固溶处理对触变成形AZ63镁合金组织和力学性能的影响

摘要

本文主要研究了触变成形AZ63镁合金的成形工艺，固溶温度与固溶时间对触变成形AZ63镁合金组织和力学性能的影响以及触变成形组织对固溶的影响。研究发现:
　　 AZ63镁合金在触变成形处理之后，其力学性能较其金属型铸造有很大程度提高:在重熔温度为600℃下加热60 min（模具温度为200℃），初生相颗粒尺寸、形状系数达到最小，为66μ m、1.3，抗拉强度和延伸率最高达，为247MPa和13.7％，抗拉强度比金属型铸造提高了约24.7％。
　　 触变成形AZ63镁合金的固溶处理过程可以分为三个阶段，即β相溶解、晶粒快速粗化阶段，颗粒正常长大阶段和颗粒快速长大阶段。随着固溶温度的升高，固溶进程加速，力学性能得到提升，在430℃固溶1h后，合金抗拉强度和延伸率分别为292MPa和16.9％，比触变成形态提高了约19.2％和23.4％。经430℃固溶处理时，触变成形AZ63镁合金在0.5h内完成第一阶段，其抗拉强度和延伸率大幅度提高，β相快速溶解使得二次初生相快速粗化，初生相颗粒合并周围二次初生相而长大;随着固溶继续进行（1h-12h），二次初生相和初生相颗粒间Al、Zn浓度梯度减小，抗拉强度和延伸率大增长速率减慢，初生相颗粒和二次初生相长大速率减慢;当固溶超过12h后进入第三阶段（24h-36h），初生相颗粒增长速率大幅度加快，其力学性能降低。在430℃固溶12h时其抗拉强度和延伸率达到最大值，分别为341MPa和17.8，与触变成形态相比，抗拉强度增加38％、延伸率增加了29.9％。金属型铸造AZ63镁合金固溶过程较为缓慢，有β相溶解、晶粒快速粗化阶段(0-1h)和颗粒正常长大阶段(2-36h)两个阶段。
　　 当固相率较高时，合金在固溶1h后，初生相颗粒合并周围初生相颗粒和二次初生颗粒而粗化长大，使得初生相颗粒尺寸、形状系数增大;随着液相率逐渐升高，固溶后二次颗粒含量逐渐增多，为减小界面能初生相颗主要以合并周围二次颗粒而粗化长大，组织均匀性逐渐降低。当晶粒尺寸较大时，合金在固溶1h后，初生相颗粒主要以合并周围二次初生颗粒和初生相颗粒而粗化长大，使得初生相颗粒粗大且圆整度较差;随着晶粒尺寸的减小，固溶后二次颗粒含量增多，二次颗粒之间进行合并而粗化长大，初生相颗主要以合并周围初生相颗粒和二次颗粒而粗化长大，其组织不均匀性逐渐增强。随着重熔温度的升高和晶粒尺寸的增大，合金经430℃固溶1h后，其抗拉强度和延伸率的变化先增高后降低，在600℃重熔温度下重熔60min后经430℃固溶1h后期抗拉强度达292MPa，延伸率达16.9％。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 镁合金材料概述

1．1．1 镁合金的应用

1．1．2 镁合金研究现状

1．2 半固态成形技术

1．2．1 半固态成形技术及其优势

1．2．2 半固态触变成形发展现状

1．3 镁合金热处理

1．3．1 镁合金热处理特点

1．3．2 热处理对半固态成形镁合金的强化作用和机理研究现状

1．4 本文研究的目的、意义和内容

第二章 触变成形工艺对AZ63镁合金组织和力学性能的影响

2．1 实验材料

2．2 实验方法

2．2．1 半固态坯料的制备(金属型铸造)

2．2．2 半固态锭料

2．2．3 半固态成形

2．3 实验检测

2．4 力学性能的测试

2．5 AZ63镁合金组织

2．6 模具温度对AZ63镁合金组织和力学性能的影响

2．7 部分重熔温度对AZ63镁合金组织和力学性能的影响

2．8 部分重熔时间对AZ63镁合金力学性能及组织的影响

2．9 本章小结

第三章 固溶温度对触变成形AZ63镁合金组织和力学性能的影响

3．1 实验方法

3．2 固溶温度对触变成形AZ63镁合金组织的影响

3．1．1 触变成形AZ63镁合金在不同温度固溶后的组织演变

3．1．2 触变成形AZ63镁合金在不同温度固溶1h后的组织变化

3．3 固溶温度对触变成形AZ63镁合金力学性能的影响

3．4 本章小结

第四章 固溶时间对触变成形AZ63镁合金组织和力学性能的影响

4．1 实验方法

4．2 固溶时间对触变成形AZ63镁合金组织的影响

4．2．1 触变成形AZ63镁合金在不同固溶时间下的组织演变

4．2．2 金属型铸造AZ63镁合金在不同固溶时间下的组织演变

4．2．3 AZ63镁合金在430℃固溶不同时间下的SEN组织分析

4．3 固溶时间温度对触变成形AZ63镁合金力学性能的影响

4．4 本章小结

第五章 触变成形组织对固溶的影响

5．1 实验方法

5．2 二次凝固组织的多少对固溶后合金组织和力学性能的影响

5．2．1 二次凝固组织的多少对固溶组织的影响

5．2．2 二次凝固组织的多少对固溶和合金力学性能的影响

5．3 颗粒尺寸大小对固溶组织和力学性能的影响

5．3．1 颗粒尺寸大小对固溶组织的影响

5．3．2 颗粒尺寸大小对固溶后合金力学性能的影响

5．4 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读研究生期间发表的学术论文