工业挤压态AZ系列镁合金压缩超塑性研究

发布时间：2017-09-02 22:17

  本文关键词：工业挤压态AZ系列镁合金压缩超塑性研究

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【摘要】：镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、尺寸稳定性好等特性，其产品在电池、交通工具、航空航天、武器等领域备受青睐。工业挤压态镁合金具有密排六方晶体结构，而且晶粒较为粗大，在常温下其塑性较差。在较高温度下，，镁合金塑性得到提高，甚至可以实现超塑性，这就为其在超塑性挤压、超塑性模锻等压缩类超塑性成形工艺及超塑性焊接工艺中的应用提供了条件。 本文主要对工业挤压态AZ31、AZ61和AZ91镁合金的压缩超塑性进行了研究。在超塑性压缩试验前，首先利用再结晶退火对材料进行了晶粒细化预处理，以提高其塑性变形能力。在300℃退火30min后，AZ31、AZ61和AZ91镁合金的晶粒尺寸分别从原始的22.35μm、20.67μm和21.24μm减小到了12.58μm、12.49μm和12.14μm，均达到相对较好的细化效果。 然后，对在相对较好退火参数下细化处理后的镁合金进行了超塑性压缩试验。探究了其不同变形温度和初始应变速率下的超塑性压缩性能；对比了不同成分镁合金的超塑性压缩性能；根据不同原则推荐出不同的相对较优工艺参数；研究了流变应力、显微组织和硬度的变化规律；最后，初步分析了工业挤压态AZ系列镁合金的超塑性压缩变形机理。 结果表明，在250℃以上、初始应变速率为1×10-4s-1~1×10-2s-1下压缩时，AZ61试样外缘圆周伸长率均大于121.4%，实现压缩超塑性，对于AZ31和AZ91，除在250℃，1×10-2s-1下压裂以外，其他工艺参数下，试样外缘圆周伸长率均大于138.7%，实现压缩超塑性。工业挤压态AZ系列镁合金成分对压缩超塑性的实现基本没有影响。 用于超塑性成形时，推荐的相对较优工艺参数为AZ31(300℃,1×10-2s-1)，AZ61(250℃，1×10-2s-1)，AZ91(300℃，1×10-2s-1)；用于较大变形量件成形时，推荐参数为AZ31(250℃，1×10-4s-1)，AZ61(400℃，1×10-2s-1)，AZ91(250℃，5×10-4s-1)；用于超塑性焊接时，推荐参数为400℃，1×10-4s-1~1×10-2s-1。 变形温度和初始应变速率共同影响流变应力。超塑性压缩时发生动态再结晶，使晶粒得到细化。动态再结晶受变形温度和初始应变速率的共同影响。超塑性压缩变形后，镁合金的硬度有所增大，且随变形温度的升高，硬度逐渐减小。工业挤压态AZ系列镁合金超塑性压缩的主要机制可能为动态再结晶协调下的晶界滑移机制。
【关键词】：AZ系列镁合金 晶粒细化 压缩超塑性 流变应力 微观组织
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG379;TG146.22
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 镁合金的应用10-11
• 1.3 镁合金成型技术11-12
• 1.3.1 镁合金的铸造工艺11
• 1.3.2 镁合金的塑性变形工艺11-12
• 1.4 镁合金晶粒细化技术12
• 1.5 镁合金超塑性12-19
• 1.5.1 镁合金塑性变形机制12-14
• 1.5.2 镁合金超塑性14-15
• 1.5.3 超塑性变形机理15-17
• 1.5.4 镁合金超塑性研究现状17-19
• 1.6 本课题研究背景、意义19-20
• 1.7 本研究工作内容20-22
• 第二章 试验材料、设备及方案22-28
• 2.1 试验材料22
• 2.2 试验设备22-24
• 2.3 试验方案24-28
• 2.3.1 超塑性压缩前晶粒细化预处理24-26
• 2.3.2 超塑性压缩试验及工艺参数选择26-28
• 第三章 挤压态 AZ 系列镁合金的再结晶退火28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 试验结果及分析28-39
• 3.2.1 挤压态 AZ 系列镁合金原始组织28-29
• 3.2.2 再结晶退火试验结果29-31
• 3.2.3 温度对晶粒尺寸的影响31-33
• 3.2.4 保温时间对晶粒尺寸的影响33-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第四章 AZ 系列镁合金超塑性压缩研究40-66
• 4.1 引言40
• 4.2 试验结果及分析40-64
• 4.2.1 常温压缩试验结果及分析40-43
• 4.2.2 超塑性压缩试验结果及分析43-49
• 4.2.3 流变应力特征及其影响因素49-53
• 4.2.4 应变速率敏感指数 m 值及其影响因素53-55
• 4.2.5 超塑性压缩变形前后微观组织分析55-62
• 4.2.6 布氏硬度测试62-63
• 4.2.7 压缩超塑性机理分析63-64
• 4.3 本章小结64-66
• 第五章 结论与展望66-68
• 5.1 结论66-67
• 5.2 展望67-68
• 参考文献68-74
• 致谢74-76
• 攻读硕士学位期间所发表的论文76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘静安;;镁合金加工技术的发展趋势与开发应用前景[J];四川有色金属;2005年04期

2 王超;林飞;赵洪生;孟庆森;;挤压态AZ31镁合金的预处理及恒应变速率下压缩超塑性研究[J];兵器材料科学与工程;2009年05期

3 程永奇;陈振华;夏伟军;张文玉;曹清香;;大塑性变形技术的研究与发展现状[J];材料导报;2006年S2期

4 尧玉芬;陈昌国;刘渝萍;王荣;;镁电池的研究进展[J];材料导报;2009年19期

5 马洪涛,杨蕴林,席聚奎,张锐生;MB26合金超塑性的研究[J];材料工程;1998年09期

6 姚素娟 ,张英 ,褚丙武 ,梁冬梅;镁及镁合金的应用与研究[J];世界有色金属;2005年01期

7 丁水,于彦东,张凯锋;MB15镁合金板材的超塑性能研究[J];锻压技术;2003年03期

8 胡亚民,夏华,孙智富;镁合金的塑性加工技术[J];锻压装备与制造技术;2004年05期

9 S. Spigarelli;M. El Mehtedi;M. Regev;E. Gariboldi;N. Lecis;;High Temperature Creep and Superplasticity in a Mg-Zn-Zr Alloy[J];Journal of Materials Science & Technology;2012年05期

10 李吉刚;孙杰;;镁二次电池材料的国内外研究现状[J];合成化学;2007年S1期

本文编号：781196