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。
第３６卷第４期 ２０１５年８月 太原科技大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＡＩＹＵＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．３６ Ｎｏ．４
Ａｕｇ．２０１５
文章编号：１６７３—２０５７（２０１５）０４—０３００—０４
ＡＺ３ １镁合金加工图研究
王 庆，王 种，常莉莉，林金保，黄庆学
（太原科技大学，太原０３００２４）
摘要：采用加工图理论系统的分析了ＡＺ３１镁合金在高温变形过程中的变形行为。结果表明： ＡＺ３１镁合金在塑性变形行为过程中发生动态再结晶，温度的升高和应变速率的降低有利于动态再结晶 形核的形成与长大。采用加工图理论分析ＡＺ３１镁合金高温下的塑性变形行为并至关反映变形后ＡＺ３１ 镁合金材料的组织演化以及性能变化规律。由加工图可知材料的最佳变形条件：压缩变形过程温度为 ３２０ ～３６０℃、应变速率为０．５～０．０５ Ｓ～；拉伸变形过程温度为３５０℃～４００℃、应变速率为０．００１～ ０．０００ ３３ ｓ～． 关键词：ＡＺ３１镁合金；高温塑性变形；流变失稳；加工图 中图分类号：ＴＧ１４６．２ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—２０５７．２０１５．０４．０１２
镁及镁合金是在工程应用中最轻的金属结构材
料 引。镁合金具有比强度高、比刚度高以及良好的抗
震性等优点，尤其易于回收利用，具有环保特性口州，在
实际生产应用中具有广阔的应用前景。本文建立了压 缩变形和拉伸变形过程中ＡＺ３１镁合金的功能耗散图，
研究了Ａｚ３１镁合金的微观结构受温度、应变速率、变
形量的影响规律；并通过绘制的Ａ７２１镁合金加工图确
定该材料的最佳加工条件以及变形不稳定因素。
１材料及试验方法
实验的材料为商用的ＡＺ３１镁合金，为Ｍｇ－ＡＩ— ｚｎ系合金，镁合金的化学成分如表１所示，图Ｉ为 材料原始晶相组织呈现出明显的枝晶特征。将材
料通过线切割机床加工成 ８×１２ ｍｍ圆柱式实验
1 绪 论
1
1 绪 论
1.1 镁合金的发展与应用概况
镁是地球上储量丰富、最轻和未被全面开发的工程金属材料。镁是地球上排位第八的富有元素，其含量约占地壳重量的2%，仅次于氧、硅、铝、铁、钙等元素。镁也是海水中的第三富有元素，约占海水重量的0.13%，其含量仅次于氯和钠元素。1808年英国的Sir Humphry Davy首先发明了还原氧化镁的方法，直到1886年镁合金才在德国开始工业化生产]1[。镁合金在两次世界大战期间广泛用于核工业和军事航空领域，但是，在和平年代，由于其价格高、易燃、抗腐蚀性差、塑性成形难等因素，镁合金的应用受到限制。尽管1943年世界镁合金的消耗量达到228,000t，战后却又降低到每年10,000t]4[。
镁合金的密度小，约为1.78g/cm3,是铝的2/3，钢的1/4，同时具有比强度、比刚度高，阻尼性、导热性好，电磁屏蔽性强，铸造成本低，易回收，无污染等优点，成为航空、航天、汽车、通讯、交通运输、家用电器等领域的优选材料，被誉为21世纪最具应用潜力的“绿色材料”。20世纪90 年代镁合金在汽车上的应用得到迅速发展，其用量几乎增加了一倍。一些过去用钢铁或铝合金制造的汽车零件被镁合金取而代之，其中主要有：刹车和离合器的踏板及支架，仪表盘，汽缸盖，变速箱体，各种排气通风和座椅用零件。例如，福特汽车公司于1998年推出的轻质概念车P2000采用了3.1kg的压铸镁合金轮毂；2000年福特公司在每台轿车上使用了镁合金材料，可以降低车重45%（由188.6kg降至103kg），见表1.1]4[。近年来，在减重、节能和环境保护意识的推动下，镁及镁合金的研究和应用得到迅速发展。在镁的提取、铸造、成型加工、合金开发等方面取得了明显的技术进步。1998年镁合金的消耗量回升至360,000t，此后以每年7~9%的速度递增。镁及镁合金材料的开发和研究倍受关注，特别是在结构材料方面的应用得到极大的重视。
第44卷第1期2010年1月浙 江 大 学 学 报(工学版)JournalofZhejiangUniversity(EngineeringScience)Vol.44No.1Jan.2010
收稿日期:2008203207.浙江大学学报(工学版)网址:/eng基金项目:“十一五”国家科技支撑计划重点资助项目(2006BA104B0422);国家自然科学基金资助项目(10672141).作者简介:陈馨蕊(1984-),女,河北石家庄人,博士生,主要从事汽车振动与噪声控制研究.E2mail:ruirui2welcome@通信联系人:郝志勇,男,教授,博导.E2mail:haozy@DOI:10.3785/j.issn.10082973X.2010.01.004
镁合金AZ31阻尼性能的实验研究
陈馨蕊,郝志勇,杨 陈(浙江大学机械与能源工程学院,浙江杭州310027)
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、1090、1230和1760Hz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.关键词:镁合金;脉冲响应衰减法;声压信号;阻尼中图分类号:TG146.22 文献标志码:A 文章编号:10082973X(2010)0120019204
ExperimentalstudyondampingperformanceofmagnesiumalloyAZ31
