形变及热处理对镁合金AZ91D组织性能的影响

摘要

AZ91D镁合金是目前应用较为广泛的镁合金材料。但是随着生产力的高速发展，对镁合金材料的性能要求越来越高，尤其是强度要求，所以如何改善材料性能成为目前研究的主要方向。对材料进行适当的工艺处理是改善材料性能的一种廉价而有效的方法。
　　形变强化和热处理强化是目前常用的强化机制。本试验把两种强化方式综合起来，先对均匀化退火后的AZ91D镁合金进行压缩和挤压变形，然后再进行T6热处理，以达到对AZ91D的强化效果，同时研究变形温度和变形量及T6热处理对镁合金组织和性能的影响。压缩变形采用了五个变形量（15％、30%、45%、60%、75%），五个变形温度（300℃、330℃、360℃、390℃、420℃），挤压变形量为75%，变形温度和压缩变形一样；固溶处理参数为410℃×3h，时效处理采用了三种方案：150℃×16h，170℃×16h，190℃×16h。结果表明：
　　1、镁合金变形过程（压缩变形和挤压变形）发生了动态再结晶。适宜的变形工艺，可以使动态再结晶后的组织结构均匀、细化，获得较高的强度，本次试验在420℃，75%变形量压缩变形后得到325.55MPa的抗拉强度和244.16MPa的屈服强度。
　　2、挤压变形方式优于压缩变形方式。相同变形和热处理参数下，挤压变形得到的晶粒尺寸在17μm左右，而压缩变形大约为30μm。
　　3、适宜的变形工艺可以为后续的热处理做好组织准备，有利于获得较高的性能。而其性能主要由最终热处理决定。
　　4、T6热处理使镁合金的强度和硬度提高，塑性反而降低。360℃，75%变形量压缩变形为T6处理提供了较好的组织准备，热处理后得到的性能较好。
　　5、410℃×3h固溶处理后，时效时间采用16h时，较好的时效温度为170℃～190℃。150℃时效强度和硬度很低，但有一定的软化作用。
　　6、综合变形和T6热处理的影响结果，得出压缩变形强化效果较好的工艺是：360℃、75%变形量压缩变形＋410℃×3h固溶处理＋190℃×16h时效处理（T6）。此工艺下抗拉强度高达350.97MPa，屈服强度达到270.24MPa，硬度则达103HB。
　　7、对于变形量为75%，经过后续T6热处理的挤压变形，强化效果较好的挤压温度是390℃。

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第一章 绪 论

1.1镁及镁合金简介

1.2 镁合金塑性变形

1.3 镁合金强化

1.4本课题研究的目的，意义和内容

第二章 试验过程及方法

2.1试验材料

2.2试验技术路线

2.3试验方法及过程

2.4试样测试与分析方法

2.5试验参数的确定

第三章 变形工艺对AZ91D镁合金组织性能的影响

3.1 镁合金动态再结晶[33]

3.2压缩温度对合金组织性能的影响

3.3变形量对合金组织性能的影响

3.4挤压温度对进行后续T6热处理后合金组织性能的影响

3.5 相同变形量（75%）和热处理工艺时，压缩变形和挤压变形试样结果对比

3.6本章小结

第四章 T6热处理对AZ91D镁合金组织性能的影响

4.1 压缩变形各热处理状态合金组织性能对比

4.2 T6热处理对压缩变形后合金组织性能的影响

4.3本章小结

结论

附 录

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢