AZ31镁合金变形方式对其组织性能影响的研究

合集下载

等径角挤压对AZ31镁合金组织及力学性能的影响

ａｄＭｅｈｎｉａｏｒｉｓｏｎｃａｃｌＰｒｐｅｔｅｆＡＺ３ａｅｉｍｌｏＭｇｎｓｕＡｌｙ１
胥广亮，国清，文龙大连理工大学材料科学与工程学院，宁大连１６２）辽１０４
ＸＵａｇｌｎ，Ｇｕｎ —ｉｇＣＨＥＮｏｑｎＺＨＯＵｅ —ｏｇ，ａＧｕ — ｉｇ，Ｗｎｌｎ
ＦＵｅｓｎｇ，Ｘｕ — ｏＲＥＮａＳＮｏ — ａＸｉｏ，ＵＺｈｎｇｇｎｇ（ｈｌｏａｅｉｌｉｎｅａｄＥｎｎｅｉｇ，ｌａＳｃｏｏｆＭｔｒａｓＳｃｅｃｎｇｉｅｒｎＤａｉｎＵｎｖｒｉｙｏｃｉｅｓｔｆＴｅｈｎｏｏｌｇｙ，ｌａ６２ＬａｎｎＣｈｎ）Ｄａｉｎ１０４，ｉｏｉｇ，ｉａ１
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＴｈｅｍｉｒｓｒｃｕｒｎｃｎｉａｏｒｉｓｏｌｃｒｍａｃｏｔｕｔｅａｄｍｅｈａｃｌｐｒｐｅｔｅｆｅｅｔｏｇｎｅｉｏｉｏｕａｔＡＺ３１ｍａ — ｔｃｃｎｔｎｕｓｅｓｇ
ｎｓｕａｌｙｐｏｅｓｄｂｑａｈｎｅｎｕａｘｒｓｏ（ＡＥ）ａｄｔ — ｔｐＥＣＥｉｏｔｅｉｍｌｒｃｓｅｙｅｕｌｃａｎｌａｇｌｒｅｔｕｉｎＥＣｏｎｗｏｓｅＡｎｒｕｅＡ
ｗｅｅｉｖｅｔｇａｅｒｎｓｉｔｄ．Ｔｈｅｒｓｔｈｗｅｈａｈｅｒｅｏａｎｒｆｎｅｅｎｃｅｓｄｗｉｈｔｅｉｒａ — ｅｕｌｓｓｏｄｔｔｔｅｄｇｅｆｇｒｉｅｉｍｎｔｉｒａｅｔｈｎｃｅｓｉｓｍｂｒｎｇｐａｓｎｕｅ．Ｔｈｅｅｏｎｔｏｓｉｐｏｖｄ，ｂｕｔｔｉｌｔｅｔｎｅｉｅｓｒｎｇｈｄｅｒａｅ．ｌｇａｉｎｗａｍｒｅｈｅｙｅｄｓｒｎｇｈａｄｔｎｓｌｔｅｔｃｅｓｄＯｎｔｏｒｒｈｅｃｎｔａｙ，ａｔｒｔ — ｔｐＥＣＡＥｕｈｆｎｅａｎｓｚｓｏｂａｎｅｆｅｗｏｓｅｍｃｉｒｇｒｉｉｅｗａｔｉｄ．Ｔｈｅｅｏａｉｌｎｇｔｏｎ，ｔｉｌｈｅｙｅｄｓｒｎｈａｅｉｅｓｒｎｇｔｒｎｈａｃｄｃｔｅｇｔｎｄｔｎｓｌｔｅｈｗｅｅｅｎｅｏｍｐａｅｔｈｅｓｍｐｌｆａ — ｘｔｕｄｄｒｄｗｉｈｔａｅｏｓｅｒｅ．Ｔｈｅｃｎｈａｇｅｏｆｔｌｇａｉｎ，ｔｉｌｔｅｈｅｅｏｎｔｏｈｅｙｅｄｓｒｎｇｔｎｄｔｎｓｌｔｅｈａｅｉｅｓｒｎｇｔｓｒｌｔｄｔｈｅｉｒａｅｏｓｏａｉｎｄｎｓｔ．ｈｉｅａｅｏｔｎｃｅｓｆｄｉｌｃｔｏｅｉｙＫｅｒｓ：ｌｃｒｙｗｏｄｅｅｔｏｍａｎｅｉｏｎｔｎｕｇｔｃｃｉｏｕｓｃｓａｔＡＺ３ｍａｎｅｉｍｌｏｙ；ｗｏｓｅ１ｇｓｕａｌｔ — ｔｐＥＣＡＥ；ｏｅＡ；ｃｏｒｕｔｍｉｒ — ｓｒｃｕｅ：ｃｎｃｌｐｒｐｅｔｔｕｔｒｍｅｈａｉａｏｒｙ

AZ31镁合金等通道转角挤压应变累积均匀性分析及组织性能研究

文章编号：１００１４３８１（２０１３）１０－００１３０７
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｑｕａｌｃｈａｎｎｅｌａｎｇｕｌａｒｐｒｅｓｓｉｎｇ（ＥＣＡＰ）ｉｓａｎｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｃｈａｎｇｉｎｇｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃ —
ＭａｇｎｅｓｉｕｍＡｌｌｏｙｉｎＭｕｌｔｉ — ｐａｓｓＥｑｕａ１ＣｈａｎｎｅｌＡｎｇｕｌａｒＰｒｅｓｓｉｎｇ
任国成，赵国群（１山东大学模具工程技术研究中心，济南２５００６１；２山东建筑大学材料科学与工程学院，济南２５０１０１）
ＡＺ３１镁合金等通道转角挤压应变累积均匀性分析及组织性能研究
１３
ＡＺ３１镁合金等通道转角挤压应变累积均匀性分析及组织性能研究
ＨｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓＳｔｕｄｙｏｆＡＺ３１
ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｒｏｕｔｅｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｂｙｕｓｉｎｇｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｓｐａｔｉａｌｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔｈｒｏｕｇｈｒｏｔａｔｉｎｇｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｉｎｍｕｌｔｉ — ｐａｓｓｐｒｅｓｓｉｎｇ．Ｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｔｒａｉｎｄｉｓ —

AZ31变形镁合金的研究与开发

椰件名称仪表盘十字巢、内门掇，行李精越底盘隹、发动机轴，艇动机架、车轮，前后巷臂行李箱蓝板
常用牌号ＡＺ３ｌＡＺ５ｌ＾Ｚ３１Ｂ
成型工艺冲压、热拉深锻造．挤压轧制
航空航天部直生机变速籍、坐舱架、设气管、刺车辨、板、ＭＢ、＾３Ｂ壁Ｉ５ＺＩ簿温锻造、搬成超件
军事兵器
舵而、饭糯料精，方向舵、飞机内框架鲭柯管件＾９ＺＫ０型，热挤压ＺｌＢ、６＾
维普资讯
技术设备
Ａ３Ｚ１变形镁合金的研究与开发
江西理工大学材料与化学工程学院（江西赣州３１０）谢春晓４００陈丙璇刘凯
引言
Ａ３变形镁合金是目商业化应用最广泛的Ｚ１前变形镁台金．具有较好的室温强度，它良好的延展性以及优良的抗大气腐蚀能力，而且价格便宜。本文重点阐述了Ａ３变形镁台金在组织和力学性能Ｚ１
的结构材料，被誉为２世纪的绿色工程材料。纯ｌ镁的密度为１７６ｃ．３ｇ／ｍ，普通镁合金的密度为
１３．ｇｎ，常规镁台金比铝含金轻３％～．～１９／ｃ。ｌ０５％，０比钢铁轻７％以上，０应用在工程中可大大减
等生产仍集中在航空航天及军事等高端领域或部
导弹舱段，弹爽，枪托、苷弹尾翼＾Ｚ３ｌＢ轧制、锻造

铸态AZ31镁合金板材等温轧制工艺及组织性能研究

铸态AZ31镁合金板材等温轧制工艺及组织性能研究王欣;杨闯;胡连喜【摘要】为研究铸态AZ31镁合金轧制工艺及轧制后组织性能,通过试验得到不同道次和变形量对铸态AZ31镁合金板材显微组织和力学性能的影响规律,并采用扫描电子显微镜研究了轧制后板材组织.结果表明,铸态AZ31镁合金板材经等温4道次、等变形量轧制后,板材厚度由20mm变化到4.8 mm,抗拉强度和屈服强度分别达到275 MPa和187 MPa,延伸率为32%,板材性能方向性小.研究表明,AZ31镁合金板材力学性能既受到平均晶粒尺寸影响,也受到晶粒取向制约.铸态AZ31镁合金板材采用等温4道次、等变形量轧制工艺,能够获得性能优异的轧制板材.【期刊名称】《材料科学与工艺》【年(卷),期】2011(019)002【总页数】4页(P34-37)【关键词】AZ31镁合金;轧制;力学性能【作者】王欣;杨闯;胡连喜【作者单位】哈尔滨工业大学,材料科学与工程学院,哈尔滨150001;黑龙江工程学院,材料与化学工程系,哈尔滨150050;哈尔滨工业大学,材料科学与工程学院,哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TG335.5镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、抗震及减震能力强、电磁屏蔽效果优异以及易回收等一系列优点，在电子、电器、汽车、交通、航空、航天、医药材料等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景，被誉为21世纪最具发展前途的金属结构材料［1－2］.但镁合金的室温塑性低，且与其他广泛使用的材料相比，强度比较低，这与其室温滑移系少，塑性变形能力差有关.大量研究表明［3－8］，像热轧这种塑性变形方式可以有效细化晶粒，进而改变镁合金机械性能.为了提高镁合金的机械性能，优化轧制工艺参数是必不可少的，其中，非常重要的是轧制道次和变形量.Kim［9］等的研究表明，上下轧辊的速度比对提高镁合金板材的机械性能很有帮助.利用塑性变形方式提高镁合金机械性能主要是细化晶粒，而通过其他方法同样可以获得超细的镁合金晶粒以提高其力学性能，如粉末冶金［10］、快速凝固［11］以及侧向挤压［12］等方法，但对于大尺寸材料，这些方法稍显不足.本文实验研究了轧制条件下，不同轧制道次和变形量对铸态AZ31镁合金板材晶粒细化效果以及力学性能影响.本实验采用的铸态AZ31镁合金是从半连续铸锭切割下的坯料，坯料尺寸为20 mm(厚)× 140 mm(宽)×200 m(长).坯料的组织由粗大的铸造晶粒组成，平均晶粒尺寸约为350 μm.轧制试验在3150 kN压力机上进行.实验用铸态AZ31镁合金的化学成分见表1，其力学性能见表2.第1道次实验对20 mm厚铸态AZ31镁合金板材坯料进行轧制，轧制温度为400℃，轧制速度为5 m/min，分别对板材坯料进行变形程度为20%，30%，40%，50%的轧制，具体方案见表3.第2道次实验同样是400℃等温轧制，只是坯料选取第1道次轧下量为30%的14 mm厚板坯，轧制速度为5 m/min，分别进行变形程度为20%，30%，40%，50%的轧制，具体方案见表3.在上述实验研究基础上，本文制定了铸态AZ31镁合金板材坯料4道次轧制工艺.其中第1、2道次为400℃等温轧制，第3、4道次为300℃等温轧制，变形程度同为30%，具体方案见表4.对不同工艺等温轧制AZ31镁合金板材取金相试样，金相组织分析在奥林巴斯GX71金相显微镜上进行，晶粒尺寸计算由光学显微镜通过线性插值法测定.采用Instron5569拉伸试验机对轧制后AZ31镁合金板材的室温力学性能进行测试，拉伸试验的应变速率为1×10－3s－1，拉伸试样尺寸如图1所示.图2所示为第1道次、不同变形量轧制后金相组织照片.从图2可以看出，随着变形程度增大，细小晶粒越来越多，粗大晶粒越来越少，平均晶粒尺寸随着变形量的增加逐渐增大.但晶粒大小的不均匀普遍存在，基本上还是混晶组织.这是由于在等温轧制过程中发生了动态再结晶，基本上消除了原始铸态组织形态.产生动态再结晶的原因是由于镁的层错能较低，与面心立方结构的金属相比滑移系较少，且镁合金的晶界扩散速度较高.图3所示为第2道次不同变形程度400℃等温轧制后 AZ31镁合金的金相组织，变形量为20%，30%，40%，50%，原始坯料选取第1道次轧下量为30%的14 mm板坯，但由于40%和50%轧下量板材破裂严重，无法进行力学性能测试，故第2道次仅选择20%和30%轧制变形量的板材进行组织分析.由图3可以看出，随着轧制变形量的进一步加大，晶粒大小并没有太多变化，只是晶粒尺寸逐渐变得均匀，平均晶粒尺寸大约在20 μm.由于第2道次大变形量轧制情况下板材破裂严重，因此，接下来通过降低轧制温度，即300℃的等温轧制，坯料采用第2道次30%变形量的板材，厚度为9.8 mm，进行变形量为30%共2道次轧制，即第3和第4道次轧制，结果如图4所示。

az31镁合金的变形织构和协调变形机理

AZ31镁合金的变形织构和协调变形机理一、AZ31镁合金的变形织构AZ31镁合金是一种高性能的镁合金，具有良好的可塑性和延展性，可以用于制作各种结构件。

它的变形织构是由许多主要和次要的变形织构组成的，它们经过变形后可以形成复杂的织构。

1. 主要变形织构AZ31镁合金的主要变形织构主要包括晶粒变形、滑移变形和脱钙变形。

晶粒变形是由晶界移动而形成的，晶界可以在组织中移动，形成新的晶界，从而形成新的织构。

滑移变形是由晶粒内部滑移而形成的，它可以在晶粒内部形成新的织构。

脱钙变形是由钙原子从晶粒中沉积而形成的，它可以形成新的织构。

2. 次要变形织构AZ31镁合金的次要变形织构主要包括滑移变形、拉伸变形、压缩变形和拉伸变形。

滑移变形是由晶粒内部滑移而形成的，它可以在晶粒内部形成新的织构。

拉伸变形是由晶粒外部的力作用而形成的，它可以在晶粒外部形成新的织构。

压缩变形是由晶粒内部的压力作用而形成的，它可以在晶粒内部形成新的织构。

拉伸变形是由晶粒内部的拉伸力作用而形成的，它可以在晶粒内部形成新的织构。

二、AZ31镁合金的协调变形机理AZ31镁合金的协调变形机理是由多种变形机理协同作用而形成的，它们可以有效地改善AZ31镁合金的力学性能。

1. 晶粒变形机理晶粒变形机理是由晶界移动而形成的，晶界可以在组织中移动，形成新的晶界，从而形成新的织构。

晶粒变形机理可以有效地增强AZ31镁合金的变形织构，从而提高材料的强度和延展性。

2. 滑移变形机理滑移变形机理是由晶粒内部滑移而形成的，它可以在晶粒内部形成新的织构。

滑移变形机理可以改善AZ31镁合金的变形性能，增加材料的可塑性和延展性。

3. 脱钙变形机理脱钙变形机理是由钙原子从晶粒中沉积而形成的，它可以形成新的织构。

脱钙变形机理可以改善AZ31镁合金的变形性能，增加材料的可塑性和延展性。

三、结论AZ31镁合金的变形织构由主要变形织构和次要变形织构组成，它们经过变形后可以形成复杂的织构。

AZ31镁合金的热挤压变形和力学性能分析

第34卷第6期Vol 134　No 16FORGING &S TAMPING TECHNOLOGY2009年12月Dec.2009A Z31镁合金的热挤压变形和力学性能分析石　磊1,李继文1,2,李永兵3,魏世忠1,2,徐流杰1,2,张国赏1,2(11河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471003;21河南科技大学河南省耐磨材料工程技术研究中心,河南洛阳471003;31机械科学研究总院先进制造技术研究中心,北京100083)摘要:为了掌握高精度镁合金管材的生产工艺,通过对铸锭的均匀化处理,借助500t 挤压机、拉伸试验机、金相显微镜和透射电镜(TEM )对AZ31镁合金管材的等温挤压过程进行了研究,试制了AZ31镁合金挤压薄壁管材,获得了尺寸精度高、粗糙度小和壁厚差小的管材;分析了不同挤压条件下的AZ31镁合金管材的尺寸精度、组织、力学性能。

研究结果表明:在挤压温度为623±20K 挤出管材经523K ×3h 退火时其性能较好,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为270MPa ,175MPa 和2311%。

关键词:AZ31镁合金;热挤压;管材DOI :1013969/j 1issn 1100023940120091061010中图分类号:TG 376 文献标识码:A 文章编号:100023940(2009)0620035204H ot extrusion deformation of AZ31m agnesium alloy and mechanics performance analysisSHI Lei 1,L I Ji 2w en 1,2,L I Yong 2bing 3,WEI Shi 2zhong 1,2,XU Liu 2jie 1,2,ZHANG G uo 2shang 1,2(11School of Material Science and Engineering ,Henan University of Science and T echnology ,Luoyang 471003,China ;21Henan Engineering Research Center for Wear of Materials ,Henan University of Science and Technology ,L uoyang 471003,China ;31Advanced Manufacture Technology Center ,China Academy of MachineryScience and Technology ,Beijing 100083,China )Abstract :In order to know the production technics of magnesium alloy tube with high accuracy ,the isothermal extru 2sion process of AZ31magnesium alloy tube was investigated by 630t extruder ,tensile machine ,microscopy and trans 2mission electron microscope (TEM ).The casting was homogenized before extrusion deformation.The tube with pre 2cise size ,low roughness and little wall thickness difference was received during the trial 2manufacture of the thin 2wall extruded tube of AZ31magnesium alloy.AZ31magnesium alloy was hot extruded under different conditions ,and the microstructure and mechanical properties and dimensions accuracy of the alloy were investigated.The results show that the tensile strength and yield strength and elongation percentage of samples ,that extruded at 623±20K and annealed at 523K ×3h are 270MPa ,175MPa and 2311%respectively.K eyw ords :AZ31magnesium alloy ;hot extrusion ;tube收稿日期:2009204210;修订日期:2009206210作者简介:石　磊(1980-),男,硕士研究生电子信箱:shilei207207@1631com 镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料,具有较高的比强度、比刚度,良好的减震性能、电磁屏蔽性能、切削加工性能、尺寸稳定性能以及容易回收等一系列优点,可以代替塑料、钢铁等材料,满足产品的轻、薄、一体化等要求。

变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能共3篇

变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能共3篇变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能1变形镁合金AZ31是一种广泛应用于航空、汽车、电子、医疗等领域的轻金属材料。

其具有轻质、高比强度、高耐腐蚀性等突出特点，逐渐成为各个领域中的热门材料。

然而，AZ31合金在加工过程中存在明显的异方性，其机械性能受到材料的组织结构影响较大。

因此，对于AZ31合金织构演变对力学性能的影响进行深入研究，有助于提高这种合金材料的使用性能。

AZ31合金的织构演变与力学性能1. AZ31合金的结构特点AZ31合金属于Mg-Al-Zn系列，由镁、铝、锌组成，其中镁含量最高，达到90%以上。

该合金的强度和塑性取决于其织构和显微结构。

AZ31合金虽然密度较低，但其非球形晶粒结构导致其劣异性强，机械性能较差。

而AZ31合金加工过程中的塑性变形，会导致晶体的取向趋向于某些方向，进而改变其结构和性能。

2. AZ31合金的织构演变材料的织构是指其晶体结构的方向取向分布情况。

AZ31合金材料经过加工后，其晶体取向会出现明显的变化。

织构演变主要表现为以下几个方面：(1) 轧制织构AZ31合金在轧制过程中，由于强制变形而出现滑移活动和晶胞旋转，引起晶体取向转移。

随着轧制次数的增加，合金的织构也发生了显著变化。

初始材料晶粒的织构为强烈的(0001)取向，随着轧制次数的增加，晶胞几乎沿着轧制方向旋转。

在轧制后5次，(0001)织构逐渐消失，取向随机化趋势增强。

(2) 拉伸织构AZ31合金在拉伸过程中，晶粒沿着应力方向伸展。

拉伸应变随机化使得AZ31合金中的(0001)取向被破坏，取向随机性增强。

此外，拉伸过程中晶粒的滑移和旋转也会影响其织构。

(3) 桶形拉伸织构桶形拉伸是一种在不一致模式下进行的拉伸，能够产生高度逆变形，有利于产生组织细化和显着的织构改善。

桶形拉伸后，(0001)取向分布更为均匀，且滞后角度明显减小。

3.织构演变对AZ31合金力学性能的影响材料的力学性能受到其组织结构的影响。

不同退火条件下AZ31镁合金的组织和硬度分析

从图 3 (c) 可以看出，当在较低温度 (250 ～
(a)280 ℃×3 h
(b)400 ℃×3 h
(c)280 ℃×7 h
(d)400 ℃×7 h
×160
×160
×160
×160
图 3 AZ31 经不同完全退火工艺处理后的微观组织(苦味酸腐蚀) Fig.3 The microstructure of AZ31 after relief annealing at 350 ℃for 15 min and different full annealing processes
2 实验结果与分析
2.1 完全退火工艺对组织的影响镁合金的热处理分为退火和固溶强化。因
AZ31 镁合金中 Mg17Al12 强化相较少，固溶强化效果不明显，所以通过退火改善组织是最佳选择。为此，采用去应力退火与完全退火相结合的方法优
《热加工工艺》 2009 年第 38 卷第 4 期
9
材料热处理技术 Material & Heat Treatment
(b)
×50
×160
图 1 AZ31 在 350 ℃×15 min 去应力退火+350 ℃× 3 h 完全退火后的微观组织(氢氟酸腐蚀)
Fig.1 The microstructure of AZ31 after relief annealing at 350 ℃ for 15min and full annealing at 350 ℃ for 3 h
实验所用材料为轧制 AZ31 镁合金，其化学成分 ( 质量分数，%) 为：3.3Al，0.28Mn，0.6Zn，余为 Mg。试样尺寸为 10 mm ×10 mm ×2 mm。试验所用热处理设备为 SX-5-12 型箱式电阻炉，加热过程中用 SO2 气体保护。热处理工艺方案如表 1 所示。热处理后的试样用海鸥 4X1 型金相显微镜和 HMV-2T 型显微硬度计及图像分析测试系统对金相和硬度进行分析。

变形镁合金AZ31的研究进展

以及优良的抗大气腐蚀能力。ＡＺ３１镁合金可以轧制强度达到了１６８．２５ＭＰａ。产生该现象的原因是冷锻
成薄板、厚板、挤压成棒材、管材、型材，加工成锻件。变形试样在退火后发生了再结晶，获得大量细小的
本文针对变形镁合金ＡＺ３１的组织、力学性能特再结晶晶粒，从而细化了晶粒，使试样的机械性能发
中图分类号：ＴＧ１４６
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７２—５４５Ｘ（２０１３）１１－０２４３—０４
镁合金作为工程应用中密度最低，限制了其推广
料，具有高比强度、高比刚度、导热导电性好、阻尼减应用，因此迫切需要提高其力学性能。在室温下，镁合
并且由于镁是密排六方的晶体结构，使合金元素在得到很大提高；而温度进一步升高到３００℃以上，即镁基体中扩散速率很低，很容易在凝固过程中产生可出现再结晶过程，使其具有更好的成形性。因此，
枝晶偏析和形成非平衡相。偏析和在晶界及枝晶问通常采用热加工的方式生产变形镁合金产品。钟皓、
的数量随铝含量的增加而增加。
也得到较大提高，抗拉强度达到３００Ｎ／ｍｍｚ，屈服强
收稿日期：２０１３—０８—０５作者简介：陈宜（１９８４一），男，河南新乡人，硕士，主要研究方向：变形镁合金加工技术。
２４３
ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．１１，２０１３
点，合金元素影响，耐蚀性改善等多方面进行了研究生改变。Ｓ．ＡｌｓａｇａｂｉＩ．Ｃｈａｒｉｔ等［４１在不同的热处理条件

AZ31镁合金板材在热处理中组织和性能的演变

（ＣｏｌｅｅｏｆＭａｅｉｌｉｎｃｎｇｉｅｉｇ，ＴａｙｕｎＵｎｉｒｉｙｏｅｈｎｏｏｌｇｔｒａｓＳｃｅｅａｄＥｎｎｅｒｎｉａｖｅｓｔｆＴｃｌｇｙ，Ｔａｙｎ０３０２４，Ｃｈｎｉｕａ０ｉａ）ＡｂｔａｔＴｈｅｅｆｃｓｏｅｔｔｅｔｅｈｅｍｉｒｔｕｔｅ，ｍｅｈａｉａｎｄｆｍｉｇｒｓｒｃ：ｆｅｔｆｈａ — ｒａｍｎｔｏｎｔｅｏｓｒｅｕｒｃｎｃｌａｏｒｎｐｏｐｅｔｅｏＺ３１ａｅｓｕｒｉｓｆＡｍｇｎｉｍ
ｏｅｈａｉａｎｌｎｏｐｅｔｅｎｄｉａｅｈａｙｅｄｓｒｎｈｄｅｃｎｄｓａｎｔｍａｅｔｎｓｌｔｅｇｔｌｇｌａｌｆｍｃｎｃｌａｄｂｕｇｉｇｐｒｒｉｓｉｃｔｄｔｔｉｌｔｅｇｔｓｅｄｕｌｉｔｅｉｅｓｒｎｈｓｉｈｔｙｆｌｓｗｈｉｅｌ
ＡＺ合金板材在热处理中组织和性能的演变＊３１镁
王自启，晓卿，继祥，黎忱，里波曹郭李万
（原理工大学材料科学与工程学院，太山西太原００２）３０４
摘要：究了热处理对ＡＺ１合金轧制板材显微组织、研３镁室温力学性能和成形性能的影响。热处理
ａｌｙｒｌｄｓｅｔａｏｍｅｅａｕｅｗｅｅｉｖｓｉａｅ．Ｗｈｎｔｍｐｒｔｒｅｗｅｎ３０ ℃ ａｄ３０℃ ，ｈｅｕｔｆ — ｌｏｌｈｅｔｒｏｔｍｐｒｔｒｒｎｅｔｇｔｄｏｅｅｅｅａｕｅｉｂｔｅ０ｓｎ５ｔｅｒｓｌｓｏｍｉｃｏｔｕｔｒｈｗｅｈｔｔｎｉａｐａｅｒｓｒｃｕｅｓｏｄｔａｗｉｓｄｓｐｅｒｄ，ａｄｔｅｇａｎｕｎｄｈｍｏｅｅｕｎｉｅａｔｒｈａｒａｍｅｔｎｈｒｉｓｔｒｅｏｇｎｏｓａｄｆｆｅｅｔｔｅｔｎ．Ｔｈｅｕｔｎｅｒｓｌｓ

AZ31B镁合金激光焊接接头组织和性能的研究

学腐蚀。
图１１ＤＬ－ＨＬ－Ｔ５０００激光焊机
２．２试验材料
试验材料采用ＡＺ３１Ｂ变形镁合金板材（９０ｍｍ ×４０ｍｍ ×４ｍｍ），其抗拉强度为２５５ＭＰａ，母材化学成分如表１所示。采用ＣＯ激光焊接试件。焊接前对试样进行处理，油污用丙酮清洗来去除，凉干后用钢丝刷清理以去除表面的氧化膜层。
［７ＪＭ．Ｄｉｖａｎｄａｒｉ，ＪａｍｌｉａｎｄａＳ．Ｇ．Ｓｈａｂｅｓｔａｒｉ．Ｅｆｅｃｔｏｆｓｔｉｒｐｓｓｉｚｅ
试验采用ＣＯ气保激光平板对接焊，单面焊双面成型。焊接示意图如图２所示。
２．４试样的制备
作者简介：孔海旺（１９５８一），男，汉族，工程师，主要从事焊接技术的研究。
对于易变形、不利于加工处理或本身不易夹持
ＦｏｍａｒｔｉｏｎｉｎＬｏｓｔＦｏｍａＣｓｔａｉｎｇｏｆＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙｓ【Ｊ］．ＪＭａｔｅｒ
Ｓｃｉ，２００６，４１：２３７３ — ２３７９．
孔海旺，王学锋
（太原科技大学，山西太原
摘
０３００２４）
要：以ＡＺ３１Ｂ变形镁合金为研究对象，采用ＣＯ：气保激光焊接技术，对ＡＺ３１Ｂ镁合金激光焊接接头的

AZ31镁合金的织构对其力学性能的影响

AZ31镁合金的织构对其力学性能的影响唐伟琴;张少睿;范晓慧;李大永;彭颖红【摘要】利用电子背散射衍射(EBSD)取向成像技术,分析AZ31镁合金热挤压棒材和轧制薄板的织构特点;对具有不同初始织构的镁合金棒材和薄板进行力学性能分析,并从织构角度分析棒材的拉压不对称性和薄板的力学各向异性.结果表明:挤压镁合金棒材具有主要以(0001)基面平行于挤压方向的基面纤维织构,存在严重的拉压不对称性,其原因在于压缩时的主要变形方式为{10(-1)2}<10(-1)1>孪生;热轧镁合金薄板具有主要以(0001)基面平行于轧面的强板织构,具有显著的力学性能各向异性,其原因在于拉伸时不同方向的基面滑移Schmid因子不同.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2010(020)003【总页数】7页(P371-377)【关键词】AZ31镁合金;织构;力学性能【作者】唐伟琴;张少睿;范晓慧;李大永;彭颖红【作者单位】上海交通大学,机械与动力工程学院,上海,200240;上海交通大学,机械与动力工程学院,上海,200240;上海交通大学,机械与动力工程学院,上海,200240;上海交通大学,机械与动力工程学院,上海,200240;上海交通大学,机械与动力工程学院,上海,200240【正文语种】中文【中图分类】TG146.2镁合金具有低密度、高强度、易回收等优点，近年来作为轻质结构材料被逐渐应用于汽车、交通、电子及其他民用产品等领域[1]。

变形镁合金通常通过挤压、轧制、锻造等变形方式来改善合金的结构，提高镁合金的性能，但镁合金在变形后会在合金内产生择优取向即织构。

大量研究表明[2-9]，镁合金织构的存在对镁合金的性能有着显著影响。

因此，研究镁合金在变形过程中产生的织构，明确织构产生的原因及织构对合金性能的影响，就可以对镁合金的变形加工提供理论依据，达到控制织构的目的，用以改善合金的性能以适应结构件的使用要求。

AZ31镁合金组织性能的影响研究

摘要挤压变形AZ31镁合金组织以绝热剪切条纹和细小的α再结晶等轴晶为基本特征。

挤压变形可显著地细化镁合金晶粒并提高镁合金的力学性能。

随挤压比的增大,晶粒细化程度增加,晶粒尺寸由铸态的d400μm减小到挤压态的d12μm(min);强度、硬度随挤压比的增大而增大,延伸率在挤压比大于16时呈单调减的趋势。

轧制变形使板材晶粒明显细化,硬度提高。

AZ31合金中添加Ce,其铸态组织中能够形成棒状Al4Ce相,并能改善合金退火态组织和力学性能;添加Ce可以改善AZ31的综合力学性能。

关键词:AZ31变形镁合金;强化机制；组织；性能绪论20世纪90年代以来,作为最轻金属结构材料的镁合金的用量急剧增长,在交通、计算机、通讯、消费类电子产品、国防军工等诸多领域的应用前景极为广阔,被誉为“21世纪绿色工程材料”,许多发达国家已将镁合金列为研究开发的重点。

大多数镁合金产品主要是通过铸造生产方式获得,变形镁合金产品则较少。

但与铸造镁合金产品相比,变形镁合金产品消除了铸造缺陷,组织细密,综合力学性能大大提高,同时生产成本更低,是未来空中运输、陆上交通和军工领域的重要结构材料。

目前，AZ31镁合金的应用十分广泛,尤其用于制作3C产品外壳、汽车车身外覆盖件等冲压产品的前景被看好,正成为结构镁合金材料领域的研究热点而受到广泛重视。

第1章挤压变形对AZ31镁合金组织和性能的影响1.1 挤压变形组织特征及挤压比的影响作用图1-1为动态挤压变形过程中的组织变化。

动态变形过程大致分为3个区域:初始区、变形区和稳态区，分别对应着不同的组织。

图1-1a为初始区挤压变形前的铸态棒料组织。

由粗大的α-Mg树枝晶和分布其间的α-Mg+Mg17Al12共晶体组成,枝晶形态十分发达，具有典型的铸造组织特征。

晶粒尺寸为112~400μm。

图1-1b为变形区近稳态区组织。

图中存在大量无序流线,流线弯曲度大、方向不定且长短不一，显然这种组织特征是在挤压力作用下破碎的树枝晶晶臂(α固溶体)发生滑移、转动的结果。

AZ31镁合金板材变路径压缩对力学性能影响

AZ31镁合金板材变路径压缩对力学性能影响宋广胜;姜敬前;徐勇;张士宏【摘要】The rolled AZ31 Magnesium alloy sheet was sequentially compressed along rolling direction (RD), transverse direction (TD) or normal direction (ND) at room temperature, the compressions RD, RD-ND, RD-TD and RD-TD-ND were correspondingly defined according to the difference of compression paths, and the mechanical property and texture evolution were analyzed for former compressions. The magnesium alloy sheets experienced the former compressions were then stretched along RD at room temperature, respectively, and the influence of compression method on the subsequent tensile mechanical properties was analyzed. The results predict that the yielding strength greatly increases during TD compression of RD-TD compression due to activations of {10 1 2}-{10 1 2} secondary twin, and the intensive{10 1 1} pyramidal texture and {10 1 0} prismatic texture form within the magnesium sheet after RD-TD compression. The plasticity of AZ31 magnesium alloy sheet stretched along RD followed by the RD compression is obviously improved due to activation of {10 1 2} detwinning.%室温下，对AZ31镁合金轧制板材依次沿轧向(RD)、横向(TD)和法向(ND)压缩，依据压缩路径的不同，分别对应RD、RD-ND、RD-TD和RD-TD-ND 4种压缩方式，分析上述压缩过程镁合金的力学性能和织构变化，并对上述压缩变形后的镁合金分别进行室温沿RD方向拉伸变形，分析不同压缩变形方式对拉伸力学性能的影响。

AZ31镁合金在高温变形中的组织变化和机械性能

０．２１７０．２６００．２９４０．２７６
由表 1 可知，双轴变形试样的屈服应力和抗拉强度均远大于单轴变形的，而且可发现单轴变形试样有超塑性变形存在，而同样条件下双轴变形试样没有发现超塑性变形存在。可见 AZ31 镁合金双轴变形时即使在高温下变形抗力也很大。这是由于相对于单轴变形，板厚和板幅变形同时存在，变形时由于变形处于约束状态，因而其塑性流动性差，变形时的平均应力比单轴变形高，在没有呈现大的伸长时就断裂，因而就没有了超塑性。
试样晶界上形成了约 1 μm 的微孔及纤维状组织。这力不均匀引起的动态再结晶和纤维状态组织的形成。
ห้องสมุดไป่ตู้种组织变化的结果，是在晶界形成微细晶粒，因而其
吴全兴摘译自《日本金属学会志》
阳极氧化含Ｎ的钛合金生成Ｎ掺杂的ＴｉＯ２纳米管
1972 年， Fujisima 和 Honda 研究证明，锐钛矿型 TiO2 半导体价带能约为 3.2 eV，可作为光活性材料或光催化剂。但是，由于其价带能相对较高，需要紫外光（ λ≤380 nm）激发才能达到典型的光感应。紫外光部分只占太阳能光谱能的 2％~3%，因而锐钛矿型 TiO2 不能有效地利用太阳能。为了提高可见光区太阳能的转换效率，研究者发现在 TiO2 中掺杂合适的物质可以改变其价带能，从而提高其光催化活性。目前，最有效的窄化 TiO2 价带能的工艺是 N 掺杂。 N 掺杂可通过在 TiO2 表面溅射含氮的混合气体，在 NH3 中退火，或通过化学途径在沉积的过程获得 TiO2 纳米粒子的混合物。本研究旨在开发一种新的 N 掺杂工艺，即采用 TiN 合金作为基材，在阳极氧化过程直接吸收 N 进入 TiO2 纳米管中。

对双峰织构类型AZ31_镁合金板材力学性能各向异性的分析

精密成形工程第15卷第8期10 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2023年8月收稿日期：2023-04-18 Received ：2023-04-18基金项目：国家自然科学基金（U1810208）Fund ：The National Natural Science Foundation of China(U1810208) 作者简介：樊家杰（1998—），男，硕士生，主要研究方向为变形镁合金塑性加工。

Biography ：FAN Jia-jie(1998-), Male, Postgraduate, Research focus: plastic processing of deformed magnesium alloy. 通讯作者：梁伟（1963—），男，博士，教授，主要研究方向为新型镁铝合金开发与加工。

Corresponding author ：LIANG Wei(1963-), Male, Doctor, Professor, Research focus: the development and processing of new magnesium-aluminum alloys.引文格式：樊家杰, 鲁辉虎, 张王刚, 等. 对双峰织构类型AZ31镁合金板材力学性能各向异性的分析[J]. 精密成形工程, 2023, 15(8): 10-18.FAN Jia-jie, LU Hui-hu, ZHANG Wang-gang, et al. Analysis on Anisotropy of Mechanical Properties of Bimodal Texture Type 对双峰织构类型AZ31镁合金板材力学性能各向异性的分析樊家杰1,2，鲁辉虎3，张王刚1,2，梁伟1,2（1.太原理工大学材料科学与工程学院，太原 030024；2.先进镁基材料山西省重点实验室，太原 030024：3.中北大学机械工程学院，太原 030051）摘要：目的制备双峰织构类型的AZ31镁合金板，以改善板材微观组织和弱化基面织构，研究微观组织对力学性能各向异性的影响规律，以提高镁合金板材的成形性能。

热辊轧制AZ31镁合金带材过程变形规律研究

第4期镁及其合金作为具有低密度、高强度重量比、高热导率、优异的阻尼能力、良好的电磁屏蔽特性和生物降解性的先进结构材料而受到关注,并广泛应用于电子、通信、运输、航空航天工业、生物医学工程以及其他领域[1-3]。

镁合金属于密排六方结构,滑移系较少使其室温塑性能力较差[4],而热轧能够保证成形性和大塑性变形进而有效细化晶粒使其成为镁合金带材生产的关键手段[5-6]。

热轧过程中带材与轧辊接触时表面上产生的大量热损失导致带材温度快速下降和严重的加工硬化,且带材越薄,温度下降越明显,极大地影响了轧制过程中微观结构和性能的控制以及后续轧制过程的顺利进行[7-8],因此道次间退火成为控制镁合金热轧效率、变形软化、微观组织调控的关键因素[9]。

M EI等人[10]研究了退火时间和热轧道次之间的保持时间对A Z31镁合金在四道次轧制和5~20m i n 退火时间后的显微组织的影响,单次轧制后,平均晶粒尺寸随保持时间的增加呈指数增长,但退火时间增加到15m i n 以上时,晶粒显著粗化和二次再结晶增多导致组织不均匀性增加,中间退火能够有效保证变形温度,显著改善塑性变形,但轧制效率和晶粒细化程度受限明显。

为了确保轧制变形温度,Fi sher等人[11]首次提出了一种预热辊方法,通过电阻加热辊轧制薄带材,轧制过程中带材的温降速率显著降低,此后,通过加热轧辊方式开展热辊轧制工艺制备镁合金带材工艺得到了广泛研究和应用[12-15]。

变形和温度对热辊轧制镁合金带材的组织和性能有重要影响,Y U 和SU N 等人[16-17]利用有限元数值模拟和实验方法研究了A Z31合金的热辊轧制过程,并分析了工艺参数对镁合金板材热场和平均温度的影响,并构建了带材出口温度预测模型。

可见,数值模拟技术在热—力耦合场求解和金属塑性成型过程变形规律分析方面得到了广泛应用,而关于热辊轧制过程带材变形行为的研究文献较少。

本文以A Z31镁合金为研究对象,基于D EFO R M 软件,利用热—力耦合有限元法计算了热辊轧制常温带材过程温度、接触压力、等效应力应变、等效应变速率分布及载荷变化,分析了不同轧辊温度、初始厚度、压下率、轧制速度参数对热辊轧制常温带材变形行收稿日期:2023-01-16;修订日期:2023-02-24基金项目:国家重点研发计划项目(2022Y FB3706300);河北省自然科学基金资助项目(E2018501114)作者简介:张碧辉(1978—),女,硕士,高级工程师,主要研究方向轧制工艺及组织性能预测。

AZ31镁合金热变形行为及显微组织研究.

AZ31镁合金热变形行为及显微组织研究本文利用Gleeble-1500热模拟试验机,采用高温等温压缩试验方法,对AZ31镁合金的高温塑性变形力学行为和微观组织演变行为进行了研究。

通过数学回归分析、OM和EBSD微观分析的手段,研究了该合金高温塑性变形过程中的流变应力σ、应变速率ε和变形温度T之间的相关性,以及该合金高温变形下显微组织和织构的演变规律。

并根据材料动态模型,计算和分析了AZ31镁合金的加工图。

主要的研究结果表明:①AZ31镁合金在温度为200℃～450℃、应变速率为0.001s-1～1s-1下高温塑性变形时应力-应变曲线呈现动态再结晶的特征。

稳态流变应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增大。

②AZ31镁合金高温压缩塑性变形存在热激活过程。

其高温塑性变形时,流变应力σ、应变速率ε和变形温度T之间满足双曲正弦函数关系,建立了流变应力方程为:ε=1.5372×10~(11) [sinh(0.0283σ)]~(4.314) exp(-145.89/(RT))③热变形条件对AZ31镁合金热变形微观组织的影响显著,在应变速率ε不变的情况下,随着温度升高,晶粒组织明显长大。

在变形温度不变的情况下,随着应变速率ε的增大,组织越来越不均匀,更细小的晶粒与粗大的变形组织共存。

并且随着变形温度T升高和应变速率ε的减小,基面织构的强度减弱。

④在AZ31镁合金高温压缩塑性变形试验中产生的再结晶组织的取向与变形组织取向相近。

⑤利用加工图确定了热变形的流变失稳区,并且获得了试验参数范围内的热变形过程中的最佳工艺参数。

【关键词相关文档搜索】：材料科学与工程; AZ31镁合金; 高温塑性变形; 流变应力; 动态再结晶; 加工图【作者相关信息搜索】：重庆大学;材料科学与工程;周正;肖梅;。

镁合金AZ31阻尼性能的实验研究

镁合金AZ31阻尼性能的实验研究陈馨蕊;郝志勇;杨陈【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》【年(卷),期】2010(044)001【摘要】采用脉冲响应衰减法研究镁合金AZ31的减振降噪效果.由脉冲激励激发镁合金薄板自由振动,测得镁合金薄板表面的辐射声压,将声压信号进行带通滤波,分离出薄板各个简正振动对应的辐射声压,或分析带宽内几个简正振动产生的复合声压,将该声压信号曲线进行多项式拟合,由拟合曲线的斜率得出镁合金的阻尼损耗因子,并与钢的阻尼性能进行比较.结果表明,镁合金的阻尼损耗因子随频率的增大逐渐减小,在660、1 090、1 230和1 760Hz处存在阻尼峰值,是减振性能最佳的频率.在中低频段,镁合金的阻尼性能约为钢的2、3倍.镁合金构件在使用中必将体现出良好的抗冲击和减振降噪性能.【总页数】4页(P19-22)【作者】陈馨蕊;郝志勇;杨陈【作者单位】浙江大学,机械与能源工程学院,浙江,杭州,310027;浙江大学,机械与能源工程学院,浙江,杭州,310027;浙江大学,机械与能源工程学院,浙江,杭州,310027【正文语种】中文【中图分类】TG146.22【相关文献】1.AZ31镁合金挤压板材的力学性能和耐腐蚀性能 [J], 罗昊2.镁合金开发应用及产业化——镁合金板AZ31弯曲性能实验研究 [J], 彭守桃;邓明;李坚清3.可降解镁合金AZ31组织夹在新西兰兔体内的实验研究 [J], 孔祥东;熊希璐;袁绍峰;潘良明;纪亲龙;王茜;4.不同加载方向时轧制态AZ31镁合金高速变形行为的实验研究与数值模拟 [J], 陈扬;毛萍莉;王志;刘正;王瑞峰5.AZ31与ME20M镁合金板料热拉深性能实验研究 [J], 张庭芳;黄菊花;杨国泰;邓敏;董懿琼;游步东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

AZ31镁合金板室温弯曲压直过程中的组织及力学性能

AZ31镁合金板室温弯曲压直过程中的组织及力学性能
田静;邓嘉飞;常原颖;梁伟
【期刊名称】《热加工工艺》
【年(卷),期】2024(53)3
【摘要】研究AZ31镁合金板在室温弯曲压直过程中组织演变及其对力学性能的影响。

结果表明:室温弯曲压直工艺预制拉伸孪晶不仅有助于镁合金的塑性变形,对材料的强度的提升也有积极的影响。

室温弯曲压直后板材产生拉伸孪晶切割晶粒,导致晶粒细化和位错在晶界及孪晶密集处能量聚集造成位错强化,使镁合金板抗拉强度提升。

同时,预制拉伸孪晶弱化基面织构可激活更多种类的滑移系统,导致室温弯曲矫直后的板材断后伸长率增加。

【总页数】4页(P110-113)
【作者】田静;邓嘉飞;常原颖;梁伟
【作者单位】太原理工大学材料科学与工程学院;太原理工大学分析测试中心【正文语种】中文
【中图分类】TG339;TG335.11
【相关文献】
1.温热弯曲成形过程中AZ31镁合金型材的微观织构演变
2.异步轧制AZ31镁合金的微观组织与室温成形性能
3.镁合金开发应用及产业化——镁合金板AZ31弯曲性能实验研究
4.不同道次弯曲限宽矫直对AZ31镁合金薄板微观组织和成形性能的影响
5.不同模具角度下反复弯曲-压平变形工艺对AZ31镁合金板材显微组织演变和变形行为的影响
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

相以连续方式析出; 当温度较低时, 通常以不连续沉淀方式析出。
表 1 试验用 A Z31 化学成分( 质量分数)
(%)
元素 A l Zn M n Si Fe Cu N i 杂质 Mg 含量 3. 20 1. 11 0. 30 0. 14 0. 0015 0. 0021 0. 0009 0. 30 余量
Mn 在镁合金中对提高基体的耐腐蚀性能十分有利, 因为 M n 可与合金中的 Fe 形成化合物作为熔渣被排除, 消除 F e 对镁合金耐蚀性的有害影响, 同时提高了合金的电位。因此, 一般用于耐腐蚀性场合的镁铝合金中都含有一定量的 M n。另外, Mn 还可以改善合金的焊接性能和耐热性能。F e, Ni, Co 3 种元素在镁中的固溶度很小, 在其浓度( 质量分数) 小于 0. 2% 时就对 Mg 的耐蚀性产生非常有害的影响, 加速了 M g 的腐蚀。因为镁和与氢的非平衡电位接近的金属( 如 F e, Ni, Cu, Co 等) 会构成很大的阴极, 具有较大的负差效应, 镁合金将发生严重的电偶腐蚀。
2 变形参数或方式对镁合金组织性能的影响
2. 1 热挤压对 AZ31 镁合金的晶粒细化的影响因为 AZ31 镁合金既不可能靠热处理强化亦不
能靠应变强化, 细晶强化为提高 AZ31 镁合金性能的有效方法之一。晶粒细化不仅可以提高材料的强度, 而且可以提高其塑性, 为了消除铸态 AZ31 镁合金的偏析组织均匀化组织结构, 在试验开始前把铸态 AZ31 镁合金加热到 400 左右, 保温 12~ 13 h。在 YA32- 315 四柱式万能液压机上进行等温压缩试验, 液压机的滑块行程速度为 10 mm/ s。在 200 时
体积内的晶界面积就越大, 对位错运动的阻力也越大, 因而使得其强度提高。
2 3 冷却方式的不同对 AZ31 合金的性能影响
变形的程度和变形冷却的强度对 AZ31 合金性能也有很大影响[ 7] , 在变形大的成型过程中, 由于晶
粒的破损严重, 所以在加工成型后的晶粒尺寸也相对更小, 材料的强度也更高。如果在相同的变形条件
由图 2 可知强度增量随温度变化的主要原因是在相同的变形程度下, 随着变形温度的升高, 晶粒有长大的趋势。此外, 试样在低温( 200, 240 ) 下变形,
当达到 2. 07 时, 开始出现细小的再结晶组织, 此时既有形变强化, 又有细晶强化, 故强度提高较明显; 当
达到 2. 65 时整个组织为 5 ∀m 的细晶组织, 此时强度略有下降。而在高温( 270, 300 ) 下主要发生的是动态再结晶, 绝大部分为再结晶晶粒, 300 下则
由表 3 可知, 尽管铸棒已均匀化
处理, 但由于铸态组织不均匀, 仍造
成铸棒不同位置上
原始试样拉伸强度的不同[ 5] 。为消除由于原始试样性能不同对其变形后试
图 2 !b - 关系曲线
样性能的影响, 用同一位置上变形后试样拉伸强度与
原始铸态试样拉伸强度之差 !b 来表示变形对原始铸态组织拉伸性能的改善, 从而得到变形对铸态试样拉伸强度影响( !b - 关系曲线) , 如图 2 所示。
全为再结晶组织, 此时晶粒较低温变形时大, 故强度上升较少。即变形所引起的动态再结晶只发生在一
定的应变范围内, 当变形超过该值后, 则进入晶粒长大阶段。从而出现随变形程度增大, 抗拉强度增量不再升高反而有下降的趋势[ 5] 。
2. 2 AZ31 镁合金挤压二次变形对材料性能影响
二次变形是在镦粗后进行的继续变形, 二次变形后的抗拉强度与一次变形( 镦粗) 后相比, 均有不同程度的增长。在各个不同的温度下, 抗拉强度均有一峰值, 该值出现在变形量为 2. 08 附近。对此可以认为, 在二次变形的初期, 由于加热使一次变形的部分晶粒
夹紧机构, 也便于加工制造和选材。实践证明, 利用此方法制造的斗底, 变形量得到有效控制, 产品合格率也大大提高。彻底解决了长期以来该产品在焊接变形和焊接难度大等方面的难题。
[ 参考文献]
1. 侧梁 2. 基座 3. 横梁 4. 加强筋图 4 夹具简图
5 结语
1) 从焊接应力和焊接变形的控制角度对斗底焊接工艺进行探讨, 对同类型的产品焊接加工具有一定借鉴意义。
4 结语
a) 变形前
b) 变形后
图 3 变形前后显微组织
在变形温度为 240 , 变形量为 1. 79 时, 以及变形温度在 300 , 变形量为 2. 08 时, 抗拉强度增幅明
显, 最高达到 390 MPa。可见通过二次变形, 可以提
高 AZ31 合金的强度。同时随着变形程度的增加, 晶
粒尺寸减小, 组织变得更均匀。由于晶粒越细, 单位
关键词: A Z31; 镁合金; 塑性成型中图分类号: T Q 174 文献标志码: A
镁合金具有密度小, 比强度、比刚度高, 散热性、屏蔽性好, 能回收、无污染、资源丰富等优点。在汽车、摩托车、航空航天、兵器等领域有着广泛的应用前景, 成为减重节能、保护环境的首选材料[ 1 4] 。
1 镁合金组织研究
晶格常数 a= 1. 054 387 nm 的 Mg 17 A l12 相的形成机
制、存在状态、数量、大小、分布以及晶体学位相关系
无疑对合金的性能有不可忽视的影响。研究表明, M g17 A l12 相可以连续和不连续沉淀 2 种方式从 Mg
基体中析出, 当时效温度高于约 205 时, M g17 A l12
从 AZ31 的塑性图可知在 350~ 400 时合金的塑性最好, 但是 AZ31 合金对挤压速度的影响也十分敏感, 如果挤压速度过快, 合金的表面会出现麻点, 内部不均匀等缺陷。合理调整挤压口挤出的速度, 可以很好控制 AZ31 合金长度方向上的组织性能, 实现精
的均匀性, 需要对合金铸锭进行均匀化处理。均匀
化处理过程中, 通过原子扩散, 可在很大程度上消除
晶内偏析和内应力, 改善铸锭化学成分与组织的不均匀性, 提高其工艺塑性。经均匀化处理后的组织,
在基体上的枝晶数量大大减少, 在枝晶之间以及基
体上还存在着少量的 M g17 A l12 第二相。M g17 A l12 是 AZ31 镁合金中唯一的化合物相, 为体心立方结构,
Ni 是对镁合金耐蚀性非常有害的杂质元素。 N i 在镁合金中固溶度很小, 常与镁形成 Mg2 N i 等金属间化合物, 以网状形式分布于晶界, 降低了镁的耐蚀性能。当 Ni 含量大于 0. 016% 时, 镁合金的腐蚀速率显著加快。因此, 必须严格控制镁合金中 Ni 的含量。F e 不溶于固态镁, 以金属 F e 的形式分布于晶界, 降低镁的耐腐蚀性。当 Fe 含量大于 0. 016 5% 时, 镁合金的腐蚀速率显著加快。
下, 采用水冷和空冷 2 种冷却方式, 我们会发现水冷
的 AZ31 合金的强度比空冷的合金强度要高, 这主要
是因为在挤压变形的过程中晶粒破碎严重, 产生了大
量的孪晶, 使合金的变形抗力加大从而提高了合金强度。但是, 在高温下的动态回复再结晶和回复再结晶

的速度直接影响了最终产品的性能, 水冷的方式中
64
!新技术新工艺∀ 热加工工艺技术与材料研究 2008 年第 4 期
重新长大, 消弱了变形强化的效果; 而此后随着变形程度增大, 将使原有组织进一步细化, 强度提高[ 6] 。变形前后显微组织如图 3 所示。
密成型。此外, 与普通镁合金相比, 稀土镁合金经固溶强化热处理后具有更高的物理、化学性能和使用性能。
2) 对 2 次焊接夹具法的工艺开发进行重点介绍。实践证明, 该工装夹具操作方便, 有足够的焊接空间, 易于焊接操作和焊件拆卸; 夹紧可靠、刚性适当。同时, 该夹具具有一定的通用性, 采用标准化的
[ 1] 宋佩辉. 大吨位叉车门架立柱的焊接应力和焊接变形的研究与应用[ J] . 机械工人( 热加工) , 2005( 11) . [ 2] 中国机械工程学会焊接学会. 焊接手册第一册( 第二版) [ M ] . 北京: 机械工业出版社, 2002. [ 3] 刘芝豹. 叉接头工艺研究[ J] . 机械工人 ( 热加工) , 2005 ( 11) .
195~ 200 95~ 105
165
85
伸长率 (%)
14~ 17 12
表 3 铸态 AZ31 镁合金压缩变形强度比较
试样序号
1 2 3 4 5
开始状态抗拉强度/ M Pa 173 173 205 205 205
变形后的抗拉强度/ MPa 263 286 305 292 265
(%)
2. 60 2. 33 2. 06 1. 61 0. 85
作者简介: 马连生( 1957 ) , 男, 工程师, 长期从事工程机械的产品开发与工艺制造研究工作。
收稿日期: 2007 年 10 月 10 日
责任编辑吕德龙
!新技术新工艺∀ 热加工工艺技术与材料研究 2008 年第 4 期
63
当 Al 含量小于 10% 时, 随着 Al 含量增加, M g 合金的液相线及固相线温度均降低, M g 合金的抗拉强度提高; 伸长率则随着 Al 含量增加先是提高然后下降。当 Al 含量大于 4% 时, M g A l 合金的耐腐蚀性能迅速提高; 另外, A l 的 M g 合金有最高的应力腐蚀敏感性, 且敏感性随着 A l 含量的增加而增加, M g 合金中 Al 含量在门槛值 ( 0 15% ~ 2 5% ) 之上将导致 SCC, 在 6% 时影响达到最大。
AZ31 镁合金变形方式对其组织性能影响的研究
席鹏翀, 王强, 张治民
( 中北大学材料科学与工程学院, 山西太原 030051)