AZ31鎂合金鍛造變形的組織與性能研究.pdf

1、鎂及其合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度低、比強度和比剛度高、阻尼減震性好、導熱性好、電磁屏蔽效果佳、機加工性能優(yōu)良、零件尺寸穩(wěn)定、易回收等優(yōu)點，被譽為“21世紀綠色工程金屬”。但是由于鎂合金是密排六方結(jié)構(gòu)，可開動的滑移系比面心立方和體心立方金屬的少，使得鎂合金的室溫塑性較低，降低了成形能力，大大限制了變形鎂合金的推廣應用。目前對于變形鎂合金的研究大多集中于擠壓和軋制這兩種變形方式，而對于鍛造這種瞬時變形方式，卻研究甚少。本文對鎂合

2、金在室溫和加熱狀態(tài)下進行鐓粗變形實驗，研究不同條件下鎂合金的組織性能變化，進而研究不同條件下的塑性變形機理。
　　實驗材料為鑄態(tài)AZ31鎂合金，實驗分為室溫與加熱狀態(tài)兩部分：
　　第一，首先在室溫下對試樣進行不同變形量（2.5％~15%）的鐓粗變形，利用OM、TEM觀察試樣的微觀組織，并進行X射線衍射分析。然后將不同變形量的試樣在不同溫度下保溫一定時間進行再結(jié)晶退火。觀察各個試樣的微觀組織，測量硬度和晶粒尺寸的變化，并進行機

3、械性能測試。最后對室溫鍛裂試樣斷口進行微觀組織觀察以發(fā)現(xiàn)裂紋擴展情況。
　　第二，將試樣在不同溫度（200℃~500℃）下鐓粗變形40%；再在400℃下對試樣進行不同的鐓粗量（5%~40%）的變形。首先利用OM、TEM觀察試樣的微觀組織，測量其晶粒尺寸，得出加熱狀態(tài)的墩粗變形規(guī)律。然后對變形量為40％的試樣進行壓力破壞實驗以測定在不同變形溫度下的機械性能。最后對壓縮斷裂試樣進行斷口掃描。
　　研究結(jié)果表明，AZ31鎂合金室溫

4、下鍛造產(chǎn)生大量孿晶，變形方式以孿生為主，且隨應變量的增加，孿晶量明顯增加。退火溫度和變形量是影響再結(jié)晶的重要因素，只有當變形量達到臨界變形量時，再結(jié)晶產(chǎn)生。孿晶可成為靜態(tài)再結(jié)晶的形核點，促進靜態(tài)再結(jié)晶的產(chǎn)生而細化晶粒。變形后產(chǎn)生的孿晶越多，細化效果就越好。退火后的冷鍛試樣的機械性能較變形前試樣有較大提高。在熱鍛過程中，當溫度為400℃時，變形量大于7.5%才發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，隨著變形量的增加，再結(jié)晶晶粒量也增加。當變形量為40%時，溫度大