ZK60鎂合金溫?zé)崴苄宰冃闻c抗沖擊性能研究.pdf

1、鎂合金材料在不久的將來，用量將超過鋁合金材料，成為武器裝備中應(yīng)用最廣的金屬結(jié)構(gòu)材料。ZK60鎂合金具有最高的強(qiáng)度、良好的塑性及耐蝕性，是目前應(yīng)用最多的變形鎂合金之一。本文系統(tǒng)研究了ZK60合金的塑性變形特性，成形后的一系列力學(xué)性能和抗沖擊能力，進(jìn)而評(píng)價(jià)其在裝甲防護(hù)方面的價(jià)值，以指導(dǎo)鎂合金在軍事工業(yè)上的工程應(yīng)用。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.ZK60鎂合金的熱模擬分析表明，ZK60合金的加工性不如AZ80鎂合金。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在

2、高于300℃，低于1s-1的應(yīng)變率條件下ZK60合金的熱成形性好。
　　2.對(duì)ZK60合金進(jìn)行了等溫平面壓縮實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)由于難熔化合物的存在，均勻化后ZK60合金不僅消除了鑄態(tài)的網(wǎng)狀組織，且仍保持了晶粒細(xì)化效果，這種晶粒細(xì)化效果一直延續(xù)到后面的熱變形、熱處理過程中，使ZK60合金在熱加工后具有較好的力學(xué)性能。
　　3.在平面壓縮態(tài)、平面壓縮+T5態(tài)、平面壓縮+T6態(tài)下，ZK60合金抗拉強(qiáng)度在應(yīng)變量為2.07時(shí)都達(dá)到極值點(diǎn)，而延

3、伸率出現(xiàn)極值時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變大小有所不同。
　　4.正擠壓變形參數(shù)（變形溫度、應(yīng)變量）相同時(shí)，正擠壓后ZK60合金的抗拉強(qiáng)度平均高于熱壓縮后ZK60合金抗拉強(qiáng)度78 MPa，正擠壓后ZK60合金的延伸率平均低于熱壓縮后ZK60合金延伸率4.2％。同熱壓縮+T5實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，正擠壓+T5態(tài)ZK60合金，具有較好的力學(xué)性能。但應(yīng)變3.40以后，力學(xué)性能達(dá)到極值。
　　5.對(duì)不同熱加工態(tài)ZK60合金進(jìn)行了Hopkinson低速?zèng)_擊(＜

4、100m/s)實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)應(yīng)變率愈大，ZK60合金的動(dòng)態(tài)真應(yīng)力—應(yīng)變曲線上愈出現(xiàn)明顯的屈服點(diǎn)和屈服平臺(tái)階段;應(yīng)變率愈大，斷裂時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變?cè)酱?，且?ε曲線最后斷裂下降部分越長(zhǎng)，表明在高應(yīng)變率下，合金具有好的塑性，且裂紋擴(kuò)展速度較慢。
　　6.對(duì)不同熱加工態(tài)ZK60合金進(jìn)行了彈丸高速?zèng)_擊(500 m/s)變形鎂合金靶板實(shí)驗(yàn)研究，主要結(jié)果如下:
　　(1)高速?gòu)棑魧?shí)驗(yàn)后，在靶材彈孔背面，出現(xiàn)了白亮的剪切唇，說明ZK60合金靶材

5、具有較好的塑性，在高速?gòu)棑羟闆r下，吸能性較好，具有較好的抗彈性。
　　(2)熱變形+T5態(tài)ZK60鎂合金靶板抗彈性較好，彈坑周圍幾乎不出現(xiàn)裂紋;熱變形+T6態(tài)鎂合金靶板抗彈性較差，彈坑周圍都出現(xiàn)了明顯的縱向裂紋;熱變形態(tài)鎂合金彈坑形貌有的出現(xiàn)裂紋，有的不出現(xiàn)裂紋，比較光滑。
　　(3)經(jīng)過線性回歸分析，建立了彈坑深度與靶板材料力學(xué)性能之間的關(guān)系式:y=13.1-0.03x，其中:y=h;x=Rm+Rp0.2/2(1+A）;y