【摘要】： 本文以鑄態(tài)AZ91D鎂合金為研究對(duì)象,對(duì)其鑄態(tài)及均勻化退火的組織性能進(jìn)行分析,然后在不同溫度、不同擠壓比的條件下進(jìn)行擠壓試驗(yàn),測(cè)定擠壓力和擠壓后室溫下的組織和力學(xué)性能。 AZ91D鎂合金經(jīng)400℃×15h均勻化退火后,分布在晶界以及枝晶間粗大的脆性γ- Mg17Al12相大部分溶入到α-Mg(Al、Zn)基體中,基本上為單相固溶體,晶粒均勻但有所長(zhǎng)大,比鑄態(tài)有利于合金的塑性變形。 無(wú)論坯料的初始狀態(tài)是鑄態(tài)還是均勻化退火態(tài),擠壓時(shí)所需的擠壓力均隨擠壓溫度的升高而降低,隨擠壓比的增大而增大。在相同的工藝參數(shù)下,材料經(jīng)均勻化退火后擠壓時(shí)所需的擠壓力比鑄態(tài)直接進(jìn)行擠壓時(shí)所需的擠壓力小。 鑄態(tài)直接進(jìn)行擠壓,在擠壓溫度為420℃、擠壓比λ為45的工藝條件下,室溫抗拉強(qiáng)度從擠壓前168 MPa最大能提高到381MPa;坯料經(jīng)均勻化退火后進(jìn)行擠壓,在擠壓溫度為420℃,擠壓比λ為45的工藝條件下,室溫抗拉強(qiáng)度從擠壓前的232 MPa最大可提高到398 MPa。在相同的擠壓溫度下,當(dāng)擠壓比λ從15增加到45時(shí),粗大晶粒變?yōu)榫鶆蚣?xì)小的等軸晶,合金的綜合力學(xué)性能最好,并且發(fā)現(xiàn)擠壓后的晶粒大小與擠壓前的晶粒大小有關(guān),當(dāng)初始晶粒尺寸較大時(shí),動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形成的新晶粒尺寸也較為粗大,反之亦然。因此,經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間均勻化退火晶粒長(zhǎng)大,擠壓后晶粒比鑄態(tài)直接擠壓的要大。 無(wú)論是均勻化退火后擠壓還是鑄態(tài)直接擠壓,同擠壓前相比,抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率均明顯提高。鑄態(tài)擠壓后合金的抗拉強(qiáng)度可由擠壓前的168 MPa增加到381MPa,屈服強(qiáng)度可由擠壓前的93 MPa增加到303 MPa,延伸率由4%提高到11%;坯料經(jīng)均勻化處理后擠壓所得到的合金抗拉強(qiáng)度可由擠壓前的232 MPa增加到398 MPa,屈服強(qiáng)度可由擠壓前的133 MPa增加到288 MPa,延伸率由8%提高到11%。在擠壓前,鑄態(tài)合金與均勻化退火后的性能差距較大,而經(jīng)過(guò)擠壓后,二者之間的力學(xué)性能差距明顯縮小。 通過(guò)本次擠壓試驗(yàn),得出的最佳的擠壓工藝參數(shù)為:鑄態(tài)坯料直接擠壓時(shí)的最佳工藝參數(shù)為擠壓溫度為420℃,擠壓比為45;坯料經(jīng)均勻化處理后擠壓時(shí)的最佳工藝參數(shù)為擠壓溫度390℃,擠壓比為45。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TG146.22;TG371
【圖文】：

為（1100±10）℃，熔化熱為 8.71KJ/mol[3]。鎂及其合金的一個(gè)重要特性是加熱升溫與散熱降溫都比其他金屬快。純鎂的電極電位很低，電化學(xué)排序處于常用金屬的最后一位，因此抗蝕性較差，在潮濕大氣、淡水、海水和絕大多數(shù)酸、鹽溶液中易受腐蝕。鎂的化學(xué)活性很高，在空氣中易氧化，所形成的氧化物膜疏松多孔，故對(duì)下層金屬無(wú)明顯保護(hù)作用。在高溫下鎂的氧化更為劇烈，若散熱不充分，可發(fā)生燃燒。鎂屬于密排六方晶體結(jié)構(gòu)，在室溫下只有 1 個(gè)滑移面（0001），也稱基面、底面或密排面，滑移面上有 3 個(gè)密排方向[ 20]、[ 110]和[ 2 0]，即密排六方晶體在室溫下只有 3 個(gè)滑移系，如圖 1.1 所示，其塑性比面心和體心立方金屬都低，塑性變形需要更多地依賴于滑移與孿生的協(xié)調(diào)動(dòng)作，并最終受制于孿生；滑移與孿生的協(xié)調(diào)動(dòng)作是鎂合金塑性變形的一個(gè)重要特征。室溫下，鎂合金的塑性較差，變形困難，且易出現(xiàn)變形缺陷，是鎂合金自身性質(zhì)決定的，也是制約變形鎂合金加工成形的本質(zhì)原因[7]。

第二章 試樣制備及組織性能測(cè)試制備試驗(yàn)材料選為由山東富瑞德有限公司提供的 AZ91D 鎂合金鑄造棒料，鑄（空冷），沒(méi)有進(jìn)行均勻化熱處理。其中 D 表示該合金為高純度合、Fe、Ni 的含量，可顯著降低鹽霧腐蝕速率，適用于制造潮濕或海水塑性成形產(chǎn)品。其成分見(jiàn)表 2.1。表 2.1 AZ91D 鎂合金化學(xué)成份化學(xué)成分（%）Al Zn Mn Fe Si Cu Ni Ca9.0397 0.6402 0.2141 0.0029 0.0055 0.0007 0.0009 0.00尺寸： 190×500，見(jiàn)圖2.1

中北大學(xué)學(xué)位論文此時(shí)常需要清理鋸屑。Mg-Al二元合金相圖見(jiàn)圖 2.2[45]。根據(jù)相圖分析可知：平衡結(jié)晶時(shí)，437℃發(fā)生共應(yīng)：L→α-Mg（Al,Zn）＋γ-Mg17Al12，共晶點(diǎn)含 32.3％的Al，共晶溫度時(shí)Al在中解度達(dá)最大為 12.7％，隨溫度下降溶解度迅速降低，室溫時(shí)降至約 2％。因此，含 2％～12.7％范圍內(nèi)的鎂合金，慢速冷卻至相圖中的液相線時(shí)，首先發(fā)生的是勻晶L→α-Mg（Al,Zn），伴隨著緩慢冷卻過(guò)程，液相、固相都能發(fā)生充分發(fā)生擴(kuò)散，、固相成分分別沿相圖的液相線、固相線改變；當(dāng)冷至固相線時(shí)，勻晶反應(yīng)結(jié)束，成分均勻的 α- Mg（Al,Zn）固溶體。繼續(xù)冷卻到固溶度曲線以下時(shí)，Mg-Al化合g17Al12相開(kāi)始從α- 固溶體中沉淀析出，這一過(guò)程一直持續(xù)至室溫。所以，常用的AZ金平衡結(jié)晶的室溫組織為α- Mg（Al,Zn）固溶體與γ-Mg17Al12沉淀相的混合物，沒(méi)晶組織。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李貝;AZ31鎂合金變通道轉(zhuǎn)角擠壓數(shù)值模擬[D];太原科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2785119