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热挤压工艺对AZ91D镁合金组织性能的影响

闫丽媛  
【摘要】: 本文以铸态AZ91D镁合金为研究对象,对其铸态及均匀化退火的组织性能进行分析,然后在不同温度、不同挤压比的条件下进行挤压试验,测定挤压力和挤压后室温下的组织和力学性能。 AZ91D镁合金经400℃×15h均匀化退火后,分布在晶界以及枝晶间粗大的脆性γ- Mg17Al12相大部分溶入到α-Mg(Al、Zn)基体中,基本上为单相固溶体,晶粒均匀但有所长大,比铸态有利于合金的塑性变形。 无论坯料的初始状态是铸态还是均匀化退火态,挤压时所需的挤压力均随挤压温度的升高而降低,随挤压比的增大而增大。在相同的工艺参数下,材料经均匀化退火后挤压时所需的挤压力比铸态直接进行挤压时所需的挤压力小。 铸态直接进行挤压,在挤压温度为420℃、挤压比λ为45的工艺条件下,室温抗拉强度从挤压前168 MPa最大能提高到381MPa;坯料经均匀化退火后进行挤压,在挤压温度为420℃,挤压比λ为45的工艺条件下,室温抗拉强度从挤压前的232 MPa最大可提高到398 MPa。在相同的挤压温度下,当挤压比λ从15增加到45时,粗大晶粒变为均匀细小的等轴晶,合金的综合力学性能最好,并且发现挤压后的晶粒大小与挤压前的晶粒大小有关,当初始晶粒尺寸较大时,动态再结晶形成的新晶粒尺寸也较为粗大,反之亦然。因此,经长时间均匀化退火晶粒长大,挤压后晶粒比铸态直接挤压的要大。 无论是均匀化退火后挤压还是铸态直接挤压,同挤压前相比,抗拉强度、屈服强度、延伸率均明显提高。铸态挤压后合金的抗拉强度可由挤压前的168 MPa增加到381MPa,屈服强度可由挤压前的93 MPa增加到303 MPa,延伸率由4%提高到11%;坯料经均匀化处理后挤压所得到的合金抗拉强度可由挤压前的232 MPa增加到398 MPa,屈服强度可由挤压前的133 MPa增加到288 MPa,延伸率由8%提高到11%。在挤压前,铸态合金与均匀化退火后的性能差距较大,而经过挤压后,二者之间的力学性能差距明显缩小。 通过本次挤压试验,得出的最佳的挤压工艺参数为:铸态坯料直接挤压时的最佳工艺参数为挤压温度为420℃,挤压比为45;坯料经均匀化处理后挤压时的最佳工艺参数为挤压温度390℃,挤压比为45。


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