AZ31鎂合金交替擠壓成形規(guī)律研究.pdf

1、鎂合金具有低密度、高比強度及良好的再循環(huán)利用特性等系列優(yōu)點，在輕量化、節(jié)能、環(huán)保等諸多方面受到青睞。室溫條件下，密排六方的晶體結構，導致鎂合金塑性較差，嚴重限制了鎂合金的應用。擠壓可以令金屬處于三向壓應力狀態(tài)，能夠充分發(fā)揮它們的塑性，進而獲得較細的晶粒組織結構和很好的力學性能。因此，擠壓工藝特別適于鎂合金的制備和加工。
　　節(jié)能減排、提高制品性能是擠壓工藝不斷改進及創(chuàng)新過程中長期關注的研究熱點方向之一，為此，本文提出了一種新型擠壓

2、方法-交替擠壓(AE)。交替擠壓工藝突破了傳統(tǒng)金屬擠壓工裝制造中沖頭為整體的設計理念，將其制成分體結構形式，即用兩個或兩個以上的分體沖頭代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整體結構在擠壓過程中交替下行加載。盡管不同分體沖頭交替下行加載對生產(chǎn)效率有些影響，但卻收到了降低載荷和細化晶粒的實效。
　　本文采用數(shù)值模擬與工藝實驗相結合法，剖析了交替擠壓與常規(guī)擠壓在流動行為、變形特征及載荷變化等方面的異同;利用金相顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)以及電子背散

3、射技術(EBSD)等手段，深入研究了不同擠壓條件下晶粒尺寸的變化、斷口形貌等。結果表明:交替擠壓能顯著降低擠壓過程中的載荷值;并可改變擠壓過程中各部位金屬的流動順序及模式，促使擠出流動均勻性的提高;經(jīng)過交替擠壓工藝后，織構的類型發(fā)生了改變，同時織構具有減弱的趨勢，有利于削弱材料的各向異性。在擠壓溫度350℃、總擠壓比為6和11的情況下，交替擠壓可以顯著細化晶粒，將原始坯料的平均晶粒尺寸，從385μm分別細化至6.5μm和5.3μm，并且

4、晶粒細化能力隨著擠壓比的增加而增大;與此同時，經(jīng)過交替擠壓后，原始坯料的斷裂方式發(fā)生改變，由脆性斷裂向韌性斷裂方向轉(zhuǎn)變。交替擠壓工藝還能使晶粒的位向發(fā)生改變，大角度晶界數(shù)量增加，有利于非基面滑移系的激活，有助于提高鎂合金的塑性。
　　盡管交替擠壓中單道次內(nèi)實際的擠壓比減小了，但不同沖頭交替加載時在交界面處可產(chǎn)生附加剪切應力，對微觀組織及綜合性能有重要影響。最后利用響應面方法，優(yōu)化AZ31鎂合金交替擠壓成形工藝，并驗證了模型的準確性