AZ91鎂合金均勻化處理及板材低溫?cái)D壓研究.pdf

1、鎂合金板材由于具有密度低、強(qiáng)度高、韌性好等優(yōu)良的機(jī)械性能，在航空航天領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)件中展現(xiàn)出極大的優(yōu)越性。本文研究了鑄態(tài)鎂合金的均勻化處理及熱穩(wěn)定性，并通過低溫?cái)D壓制備了AZ91鎂合金板材，揭示了擠壓塑性變形對鎂合金組織演變和力學(xué)性能的影響規(guī)律，分析了析出相與強(qiáng)化機(jī)制之間的關(guān)系，為下一步板材軋制的二次塑性變形提供一定的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。
　　本文以AZ91鎂合金鑄態(tài)棒坯為原材料，制定出如下的工藝流程：均勻化處理鑄態(tài)棒坯、熱穩(wěn)定性研究、板

2、材擠壓實(shí)驗(yàn)，主要對材料進(jìn)行顯微組織、力學(xué)性能及物相的分析。首先通過均勻化處理消除枝晶偏析和粗大的第二相，然后通過熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)獲取棒坯的合理的塑性加工溫度范圍，最后通過擠壓工藝制備AZ91鎂合金板材，獲得典型的鎂合金板材擠壓工藝路線。
　　結(jié)果表明：原始鑄態(tài)AZ91鎂合金棒坯經(jīng)410℃×12h的均勻化處理后，晶界處的第二相枝晶偏析基本消除，以均勻的層片狀存在于基體中，力學(xué)性能得到改善，抗拉強(qiáng)度由120.33MPa增加到188.59M

3、Pa，伸長率由3.92％增加到5.91%。原始鑄態(tài)試樣的斷口表現(xiàn)為較強(qiáng)的脆性斷裂傾向，均勻化處理以后為韌脆混合斷裂。均勻化處理后的鑄態(tài)鎂合金強(qiáng)化機(jī)制為第二相強(qiáng)化。
　　對擠壓板材進(jìn)行EBSD分析：隨著擠壓溫度的升高，晶粒尺寸變大，大于15°的大角度晶界比例上升；擠壓板材的絲織構(gòu)具有明顯的擇優(yōu)取向，主要沿{0001}∥TD方向。
　　由XRD衍射圖譜可知，AZ91鎂合金擠壓板材主要由基體α-Mg和β-Mg17Al12析出相組成

4、，但是對100℃的擠壓板材進(jìn)行EDS分析發(fā)現(xiàn)板材基體中夾雜著Mn-Al相、Al-Si相和Mg-Si相?；w中夾雜相在變形過程中容易成為裂紋源，這也是100℃板材室溫拉伸實(shí)驗(yàn)伸長率較低的原因。
　　通過板材低溫?cái)D壓得到兩種比較典型的擠壓工藝方案：室溫?cái)D壓時(shí)抗拉強(qiáng)度為326.84MPa，伸長率為18.12%；200℃擠壓時(shí)抗拉強(qiáng)度為326.20MPa，伸長率為19.68%。低溫?cái)D壓板材主要依靠孿生來誘導(dǎo)塑性，斷裂方式為韌性斷裂。強(qiáng)化機(jī)