挤压态AZ80镁合金热变形与热处理工艺研究

摘要

通过Gleeble1500热模拟机对挤压态AZ80镁合金进行热压缩试验，经过温升修正后，得到了挤压态AZ80镁合金的本构方程，绘制得到了合金加工图，并结合光学显微镜、透射电子显微镜等检测设备分析了不同热变形条件下合金的显微组织演化规律，分析了温度和应变速率对挤压态AZ80镁合金的动态再结晶临界点、应变速率敏感指数和该合金热变形时显微组织的影响，得到挤压态AZ80镁合金的热加工工艺。同时，通过硬度测试机、力学性能测试机、差热分析仪、X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜等分析检测手段，以挤压态AZ80镁合金为研究对象，分别研究了T5和T6效热处理过程中，合金显微组织、硬度值及力学性能的变化规律。本文得到的主要结论如下:
　　(1)挤压态AZ80镁合金的真应力-真应变曲线呈现出明显的动态再结晶特征。当应变速率一定时，温度越低，应力峰值越高，同时应力峰值所对应的应变越大。当温度一定时，合金的应变速率越低，应力峰值越低，且峰值应力处的应变越小。
　　(2)适用于挤压态AZ80镁合金的本构方程为:(ε)=5.14×109[sinh(0.008σ)]5.32exp[-132577/RT]
　　挤压态AZ80镁合金的变形激活能平均值为132.577 KJ/mol。变形激活能随温度的升高或应变速率的增大而增大。
　　(3)当应变速率一定时，温度越高，挤压态AZ80镁合金的动态再结晶的临界应变越小。在同一温度下，应变速率越高，合金发生动态再结晶的临界应变越大。在同一应变量条件下，低温低应变速率时应变速率敏感指数较高;低温高应变速率时应变速率敏感指数较低。在高温区域，应变速率敏感指数相对较为平稳。
　　(4)在高温变形区域，挤压态AZ80镁合金的能量耗散效率一般比低温变形时的变化更平缓，其耗散效率值多维持在0.2-0.3之间。当加工温度在350℃以下时，变形更容易发生失稳。综合分析，最适宜挤压态AZ80镁合金的热变形工艺为400℃，0.1s-1。
　　(5)挤压态AZ80镁合金经过T5和T6时效处理呈现出比较明显的时效硬化特征。对于T5时效，合金经过175℃/30h时效后，其抗拉强度最高，高达339MPa，伸长率为10.4％。对于T6时效，合金经过420℃/2h固溶处理+175℃/25h时效的处理后，其抗拉强度值最高，达350MPa，伸长率为8.3％。