热挤压和轧制工艺对AE44镁合金组织和性能的影响

摘要

镁合金具有质轻,比强度、比刚度高等优点,作为新一代的轻质金属结构材料被广泛应用于汽车、航空、航天、3C产品及家电等行业.目前镁合金产品主要以铸造方式获得,若对镁合金进行挤压、轧制等变形,其各项性能会大幅度提高.本文选取AE44镁合金为研究对象,探讨不同热挤压和轧制工艺参数对AE44镁合金组织和性能的影响,寻求优化后的挤压和轧制工艺参数,为在实际生产中制定合适的变形工艺参数提供参考依据.本文采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、布氏硬度机、拉伸试验机等实验仪器分析改变热挤压温度、挤压速度以及轧制变形量对AE44镁合金的组织和力学性能的影响.研究结果如下:(1)AE44镁合金经热挤压变形后,合金的组织发生了动态再结晶,基体由树枝晶转变为等轴晶,析出相呈流线分布.在实验温度范围内,随挤压温度上升,晶粒尺寸先减小后增大,在340℃时尺寸最小,为13.86μm.在340℃挤压时综合力学性能也最好,室温屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为180.7MPa、265.2MPa、9.5%.在150℃和200℃高温进行拉伸试验,屈服强度和抗拉强度分别为122MPa、101MPa和164MPa、129MPa,延伸率分别为20.85%和24.97%,室温拉伸时为韧脆性混合断口,150℃和200℃下拉伸为韧性断口.(2)热挤压速度对AE44镁合金的组织和力学性能有一定的影响.挤压温度为400℃时,随着挤压速度从1mm/s到2mm/s再到3mm/s,合金的晶粒尺寸先减小后增大.合金的屈服强度、抗拉强度、延伸率以及硬度均先增大后减小,在挤压速度为2mm/s时分别达到最大值,依次为 191.2MPa、259.2MPa、7.2%、62HB.(3)将铸态AE44镁合金加热至400℃,每道次保温30min进行轧制,最大变形量可达到80%.当轧制累积变形量分别为30%、50%、70%、80%时,晶粒尺寸依次减小,合金的屈服强度和抗拉强度依次不断增大,最大值分别为197.3MPa和259.3MPa.而延伸率是先增大后减小,在变形量为70%时达到峰值7.8%.(4)轧制板材经250℃*1h退火后,静态再结晶进行完全,平均晶粒尺寸为14.34μm,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和硬度分别达到179.1MPa、258MPa、10.3%和60.6HB.(5)综合AE44镁合金的组织和力学性能分析,在实验参数范围内,得到优化后的挤压和轧制工艺参数为:挤压温度340℃;挤压速度2mm/s;轧制变形量80%;轧制后退火工艺参数250℃*1h.

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