觸變成形工藝參數(shù)對ZW21鎂合金組織和力學(xué)性能的影響.pdf

1、鎂合金由于具有密度低、比強度和比剛度高等優(yōu)點，在汽車工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，但是由于鎂合金自身力學(xué)性能比較低，嚴(yán)重制約了其在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用。半固態(tài)成形技術(shù)可以顯著減少、甚至消除縮松，降低鑄件中的氣孔，可以顯著提高材料的力學(xué)性能。因此，利用半固態(tài)成形技術(shù)來提高鎂合金的力學(xué)性能是一種可行的方法。
　　本文利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)等分析手段對ZW21鎂合金半固態(tài)成形性進行了初

2、步評價，然后研究了觸變成形工藝參數(shù)對其組織和力學(xué)性能的影響，獲得了最佳的觸變成形工藝。研究表明:
　　金屬型鑄造的ZW21鎂合金具有良好的力學(xué)性能，抗拉強度達到210MPa，其組織是由細小的等軸晶和晶間的不連續(xù)的網(wǎng)狀共晶組織組成(晶粒尺寸為57 um)。ZW21合金主要含有α-Mg和W相(Mg3RE2Zn3)，W相以層片狀分布于晶界或者三個晶粒交匯的三角區(qū)域處。ZW21合金具有合適的加工溫度窗口(△TTPW=16℃)、固液兩相區(qū)溫

3、度范圍適中(△T=54℃)、固相率對溫度敏感性低(| dfs/dT|=0.0125＜0.015)，很適合半固態(tài)加工。Φ43mm×30mm試樣在640℃下加熱60min時，可以獲得初生相為細小的（晶粒尺寸為82um）圓球形（形狀系數(shù)為1.21）顆粒的半固態(tài)組織。與金屬型鑄造的ZW21合金相比，由于加熱時間較長，晶粒尺寸有所增大，但是仍滿足半固態(tài)成形的要求。因此，ZW21鎂合金適合半固態(tài)成形。
　　觸變成形工藝參數(shù)主要影響初生顆粒的形

4、貌，體積分數(shù)、W相的含量以及組織致密度，進而影響材料的力學(xué)性能。以力學(xué)性能作為評價標(biāo)準(zhǔn)，可以得到ZW21鎂合金最佳的觸變成形工藝參數(shù):部分重熔溫度為640℃，部分重熔時間為70min，模具溫度為300℃，壓力為220MPa，壓頭速度為80mm/s。此時，抗拉強度、延伸率、維氏硬度均達到最大值，分別為291MPa、25.8％、60.43HV。與金屬型鑄造的ZW21合金相比，分別提高了38.6％，45.3％，14.5％。由此可以看出，對于Z