等温塑性变形对Mg-Al-Zn系镁合金显微组织和力学性能影响

摘要

现在国内、外对镁合金热成形性能的研究多数集中在通用商用镁合金Mg-A1-Zn系和Mg-Zn-Zr系，针对在其基础上改性得到的高强度镁合金热成形性能研究还比较少。本文以AZ63基础上加入Y、Li、Zr等混合稀土元素改性的AZ63M镁合金为研究对象，主要通过挤压实验、高温拉伸和压缩实验、锻造实验，探索了不同塑性变形条件对合金显微组织和力学性能的影响。主要结果如下:
　　随着挤压比增加从9到81,合金晶粒尺寸从24μm减小至8μm，抗拉强度从277MPa增加至376MPa，伸长率从16.1％降低至15.3％。在坯料温度为350℃，随着挤压筒温度从300℃降低至200℃，合金晶粒尺寸从31μm减小到14μm，抗拉强度从255MPa增加至368MPa，伸长率从13.6％增加到17.3％。坯料温度350℃，挤压筒温度250℃，挤压比32,挤压速率60mm/min挤压-T6(420℃×8h，210℃×18h)合金抗拉强度从挤压态合金330MPa提高至390MPa，伸长率较挤压态合金降低了6％。
　　在变形温度范围300℃～450℃，初始应变速率5×10-4s-1～5×10-2s-1（高温压缩）和10-4s-1～10-2s-1（高温拉伸），依据高温压缩和拉伸峰值流变应力建立了高温压缩和拉伸本构方程，分别为:(ε)=1.23×108[sinh(0.0224σ)]2.63exp(-1.30×105/RT)和(ε)=6.62×104[sinh(0.0158σ)]1.51exp(-98000/RT)。热加工图反映出，经挤压AZ63M镁合金可加工性得到很大改善。
　　单向压缩最优变形温度为400℃～425℃。多向锻造过程中，随着累积应变量增加，合金压缩屈服强度升高，且试样心部高于边缘部位。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 镁合金与交通运输装备轻量化

1．2 镁合金塑性成形原理及塑性成形技术

1．3 镁合金挤压成形的特点及影响因素

1．3．1 镁合金挤压成形分类及其特点

1．3．2 影响镁合金挤压成形的主要因素

1．4 镁合金多向锻造变形特点及研究现状

1．5 镁合金超塑性等温模锻

第2章 研究材料与研究方法

2．1 实验材料

2．2 挤压实验

2．3 单向及多向锻造实验

2．4 热处理实验

2．5 合金显微组织分析

2．5．1 光学显微组织分析

2．5．2 X射线衍射(XRD)分析

2．5．3 扫描电镜(SEM)分析

2．6 力学性能测试

2．6．1 室温力学性能测试

2．6．2 高温力学性能测试

第3章 AZ63M镁合金挤压试验与组织性能分析

3．1 引言

3．2 铸态AZ63M镁合金显微组织及力学性能

3．3 固溶退火处理

3．4 挤压试验与组织性能测试

3．4．1 挤压比对AZ63M镁合金显微组织及力学性能影响

3．4．2 挤压温度对AZ63M镁合金显微组织及力学性能影响

3．5 热处理对挤压态AZ63M镁合金的影响

3．5．1 时效试验和析出相分析

3．5．2 拉伸断口分析

3．6 本章小结

第4章 高温变形行为研究

4．1 引言

4．2 高温压缩行为

4．2．1 流变应力曲线

4．2．2 本构方程

4．2．3 热加工图及组织演变

4．3 高温拉伸行为

4．3．1 流变应力曲线

4．3．2 本构方程

4．3．3 热加工图与组织演变

4．4 压缩和拉伸不对称性研究

4．5 本章小结

第5章 单向压缩及多向锻造试验组织性能分析

5．1 引言

5．2 单向压缩显微组织及力学性能

5．3 多向锻造显微组织及力学性能

5．4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及专利