高性能镁合金薄板短流程制备工艺及组织性能

发布时间：2020-10-30 20:51

　　镁合金因具有较高的比强度、比刚度,优良的抗振性等优点,在交通、电子等领域具有较大的应用前景。而传统商用镁合金板材生产过程复杂,成本高且室温下塑性较差,成形困难。因此,开发高性能镁合金板材的短流程工艺,提高镁合金板材成形能力,降低生产成本对镁合金广泛应用有重要意义。本文以变形镁合金中的AZ31镁合金和ZK60镁合金为研究对象,通过电磁搅拌-固溶处理-挤压-热轧的方式制备薄板,研究高性能镁合金薄板短流程制备工艺。首先通过电磁搅拌铸造制备镁合金铸坯,研究电磁搅拌参数对镁合金性能的影响,实验发现,随着电磁搅拌电流的增大,晶粒细化效果越明显,当电磁搅拌参数为6Hz-150A时,ZK60镁合金抗拉强度为204MPa,伸长率为8.2%,硬度为66.9HBW;AZ31镁合金的抗拉强度和伸长率分别为192MPa、10.9%。分别对ZK60及AZ31电磁搅拌铸件进行了固溶处理。固溶处理后第二相固溶于基体中的含量增加,然而,固溶温度过高时,晶粒长大趋势明显。ZK60镁合金的最佳固溶工艺为400℃×10h,电磁搅拌参数为6Hz-150A时,抗拉强度为226MPa,伸长率为9.2%,硬度为70.2HBW;AZ31镁合金经过正交试验后得出,固溶温度为影响合金力学性能的最主要因素,AZ31镁合金的最佳固溶温度为410℃,电磁搅拌参数为6Hz-150A时,抗拉强度、伸长率分别为219MPa、14.5%。分别对固溶处理后的两种合金电磁搅拌管坯进行了管材挤压实验,并对管材进行了组织、性能分析。挤压后晶粒得到细化,发生动态再结晶,ZK60镁合金经过时效处理后有第二相的析出,经过170℃×10h时效后合金的抗拉强度为307MPa,伸长率为10.5%,硬度为78.9HBW;随着固溶时间的增大,挤压态AZ31镁合金的力学性能有下降的趋势,但当固溶时间为10h时,晶粒长大,400℃×6h为最佳工艺参数,此时的抗拉强度为273MPa,伸长率为26.3%。通过对两种合金挤压管材进行展开及轧制实验,制备镁合金薄板,轧制时发生动态再结晶,晶粒内部可观察到孪晶。随着轧制温度的升高,晶粒逐渐长大,铸件的力学性能下降。轧制温度为300℃时,ZK60镁合金的力学性能达到最大值,抗拉强度为370MPa,伸长率为14.1%,硬度为108.3HBW;轧制温度为400℃时,AZ31镁合金的抗拉强度为286MPa,伸长率为27.2%。
【学位单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG292
【部分图文】：

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