AZ91D鎂合金控制臂組織與力學(xué)性能研究.pdf

1、鎂合金的鑄造工藝成形性能優(yōu)異，但組織中缺陷較多、機(jī)械性能不高；傳統(tǒng)鍛造鎂合金通過(guò)塑性變形具有高的性能，但需多道次鍛壓加工，工藝路線復(fù)雜，導(dǎo)致成本偏高，也不能獲得規(guī)模應(yīng)用。針對(duì)這種情況，本文以AZ91D鎂合金汽車轉(zhuǎn)向控制臂為研究對(duì)象，把擠壓鑄造成形的低成本優(yōu)勢(shì)和鍛造成形的高性能優(yōu)勢(shì)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，在擠壓鑄造和鑄鍛復(fù)合成型工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)比分析擠壓鑄造和鑄鍛復(fù)合成型等兩種工藝對(duì)控制臂組織與力學(xué)性能的影響。
　　 本文研究結(jié)果表明：

2、r>　　 ①兩種工藝下的顯微組織均是由α-Mg基體與灰黑色的β-Mg17Al12相組成。
　　 ②在擠壓鑄造控制臂中，低速充型使組織中卷氣較少，高壓凝固使縮孔縮松不易形成，致密度較好。但是，由于激冷作用以及最后凝固部分金屬液得不到補(bǔ)充，缺陷會(huì)少量存在。其力學(xué)性能與組織密度相關(guān)：粗大網(wǎng)狀β-Mg17Al12相對(duì)基體有割裂作用，且在外力作用下易導(dǎo)致裂紋的形成和擴(kuò)張；同時(shí)，α-Mg基體上應(yīng)力集中也易產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致拉伸試樣塑性變形能力

3、較差，拉伸斷口呈現(xiàn)脆性斷裂。
　　 ③鑄鍛復(fù)合成形中，與壓鑄態(tài)相比，在鍛壓時(shí)受外力影響，組織呈明顯流線特征，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶充分，晶粒細(xì)化，缺陷彌合修復(fù)，組織致密度高。同時(shí)，由于網(wǎng)狀的β-Mg17Al12相被破碎降低了對(duì)基體的割裂作用，增加了晶界的數(shù)目，對(duì)基體產(chǎn)生了較強(qiáng)的釘扎作用，起到了彌散強(qiáng)化的效果。所以，該工藝下的試樣綜合力學(xué)性顯著在增強(qiáng)，有較強(qiáng)的塑性變形能力，拉伸斷口呈現(xiàn)以韌性為主的韌脆混合型斷裂機(jī)制。
　　 ④鑄鍛態(tài)后

4、試樣經(jīng)時(shí)效處理后，與熱處理前相比，彌散析出了大量的β-Mg17Al12相，增強(qiáng)了對(duì)α-Mg基體的釘扎作用，阻礙了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，所以其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度得到大幅度提升。但由于α-Mg晶界和β-Mg17Al12析出相的片層間結(jié)合力薄弱，在外力施加時(shí)易發(fā)生斷裂，故塑性變形能力差，拉伸斷口是以脆性為主的韌脆混合型斷裂機(jī)制。
　　 總體而言，對(duì)不同工藝下的.AZ91D鎂合金控制臂，對(duì)其微觀組織和力學(xué)性能以及斷裂方式進(jìn)行對(duì)比研究知，鑄鍛復(fù)合成型