强静磁场作用下Mg-Al合金固态相变研究及AZ31镁合金挤压工艺开发

摘要

现有铸造镁合金强度不超过300MPa，变形镁合金强度不超过400MPa，制约着其更大规模的应用。本文研究强静磁场作用下Mg-Al系合金扩散、固溶、时效和退火等固态相变规律。为探索提高Mg-Al系合金析出强化效果的有效途径奠定基础。同时针对镁合金变形困难、形变产品少的现状，以管材为例，在800挤压机上开发AZ31镁合金挤压工艺。研究了强静磁场作用下Mg-Al扩散偶中间相层成长规律，结果表明，随着退火温度的升高或者时间的延长，有、无强静磁场的作用下Mg-Al扩散区内的两个中间相层β和γ的厚度均增加，而且成长过程符合抛物线长大规律，但是强静磁场作用下β相层与γ相层厚度均比常规退火处理相层的厚度要小，并且随着磁场强度的增加而减小，说明强静磁场对扩散有一定的抑制作用。磁场方向对界面中间相层的成长没有明显影响。与常规退火处理相比，强静磁场Mg-Al扩散区γ和β相层的成长激活能变化不明显，但是成长常数明显减小，并且随磁场强度的增加，成长常数减小的趋势越明显。 研究了强静磁场作用下Mg-9Al-1Zn合金固溶和时效处理的组织性能演变规律，结果表明在固溶处理的前期，强静磁场处理试样比常规处理残留更多的离异共晶第二相，而且离异共晶相的量随着磁场强度增加而增多。强静磁场固溶处理后的晶粒尺寸比常规处理的要小，而且随着磁场强度的增加晶粒尺寸减小。与常规时效处理相比，强静磁场时效处理加速了非连续析出相的析出，增加了连续析出相的形核率，连续析出相更加细小化和均匀化，得到更高的时效硬化曲线峰值。 研究了强静磁场作用下Mg-3Al-1Zn合金挤压、热轧、冷轧和等通道剪切等方式变形后退火处理的晶粒长大规律，结果表明与常规退火处理相比，强磁场退火处理可以延缓晶粒的长大。 利用Gleeble热压缩实验模拟Mg-3Al-1Zn合金挤压过程，根据应力应变曲线，建立变形本构方程，计算获得了变形激活能，并构建了管材的挤压极限图。在挤 压极限图容许的工艺范围内，在800T挤压上开发了外径为40mm的无缝管的挤压工艺。研究了挤压温度，变形速率和挤压比等工艺参数对微观组织、性能的影响规律，获得了最佳的挤压工艺参数。最后成功开发了一些AZ31镁合金型材和板材的挤压工艺。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章强静磁场作用下Mg-A1扩散偶中间相生长行为

第3章强静磁场作用下Mg-A1合金固态相变

第4章AZ31镁合金热压缩实验模拟挤压过程

第5章AZ31镁合金挤压工艺研究

第6章结论

参考文献

致谢

博士后在站期间发表的论文