AZ31镁合金在高温变形中的组织变化和机械性能.pdfVIP

一一…一一 一… …㈣一 一… 蒡壤 一…………一…瓣黛举档翟藏麟㈣# AZ31镁合金在高温变形中的组织变化和机械性能 在实用金属中，镁合金的密度最小，而且镁合 析 。 金具有优异的比强度、屈强比、切削性、再生性。 采用的试样为板厚 1．0mm的市售AZ31镁合金 近年来 ，在便携式电子产品以及家电产品的壳体应 热轧板 ，其化学组成(质量比)：A1为3．O％，Zn为 用方面正在扩大。镁合金具有密排六方晶体结构， 0．89％，Mn为0．50％，Cu为0．0016％，Si为0．028％， 属难加工的材料，可是当进行温加工或热加工时， Fe为0．002％，余量为Mg。用SEM对AZ31镁合金 较易形成微细晶粒组织，有望使底面滑移以外的滑 的纵断面进行观察，可以看到其原始晶粒为 17 m 移系发生作用，而提高其成形性。 的等轴晶。单轴拉伸用试样取轧制方向为试样长度 以往对镁合金的机械性能及变形行为的研究主 方向，平行部尺寸为3．0mm。双轴拉伸用十字形试 要是在单轴应力条件下进行的，但在利用其超塑性 样取x轴为轧制方向，平行部尺寸为6．0mm。 进行胀形成形加工时会产生裂纹，因此仅是单轴应 高温拉伸试验的起始应变速率在 0．27x10～ 力下的性能不能直接说明实际成形阶段产生的诸 2．7xl0—1S-1范围，试验温度 573K，升温速度为 问题。为此，有必要探讨负荷应力状态下机械性 O．17K／s，到达试验温度后保持900s(保持后测得 能与组织的关系。本研究采用双轴 (相互垂直)拉 此时的晶粒粒径约为21LLm)。试验在大气中进行。 伸试验机，在施加连续的双轴应力下进行镁合金板 双轴拉伸试样的x轴和Y轴拉伸速度比为1：1。 的高温拉伸试验，研究其组织变化和机械性能，并 表 1为不同起始始应变速率下单轴高温拉伸和 与单轴应力下的高温拉伸试验结果进行了比较分 双轴高温拉伸试验结果。 表 1 在各起始应变速度下单轴和双轴高温拉伸试验结果 由表 1可知，双轴变形试样的屈服应力和抗拉 对单轴和双轴变形后的试样进行了SEM组织 强度均远大于单轴变形的，而且可发现单轴变形试 观察。结果发现，在单轴拉伸变形过程中，当s为 样有超塑性变形存在，而同样条件下双轴变形试样 2．7x10 S时，在拉伸方向为伸长组织；而当 ￡为 没有发现超塑性变形存在。可见 AZ31镁合金双轴 2．7x10-2~2．7xlO-4S-1时，有晶界滑移的变形带存在， 变形时即使在高温下变形抗力也很大。这是由于相 其近邻有晶粒的凹凸化，这就是单轴变形时发现超 对于单轴变形，板厚和板幅变形同时存在，变形时 塑性的原因。在双轴拉伸变形过程中，无论起始应 由于变形处于约束状态，因而其塑性流动性差，变 变速率为多少，所形成的晶粒均为等轴晶。同时， 形时的平均应力比单轴变形高，在没有呈现大的伸 尽管至断裂的变形量达30％左右，所观察到的组织 长时就断裂，因而就没有了超塑性。 是以微细晶粒为主。这是由于在变形过程中，粗大 篓黧 ………… 属 一一一…一 …一一 晶粒产生了动态再结晶所致。当应变速率为 2．7× 变形的平均应力比单轴变形要高；而晶界上的微孑L还 10-4S-1时，可观察到晶粒内部有条纹形貌存在，这 会长大合并，形成裂纹 ，使其在变形量低时就发 可以认为双轴变形的主要变形机制是晶内变形。但 生断裂。对拉伸试样的断裂面进行了光学显微镜观 在局部也可观察到晶界的扩大 (变形带)，其频度随