AZ31镁合金压缩过程中的变形性能及组织演变

轧制AZ31镁合金板材的显微组织和力学性能苗青【摘要】以初始晶粒尺寸为250～300 μm、20 mm厚的铸态AZ31镁合金板坯为原材料,对比研究4种轧制方案对轧后板材显微组织和力学性能的影响.结果表明,4种方案终轧板材的平均晶粒尺寸依次为5 μm、18 μm、6.5 μm和4.5 μm,抗拉强度均大于250 MPa,屈服强度均大于140 MPa,延伸率均大于20％.其中最佳方案制得了高塑性镁合金板材,抗拉强度为265 MPa,屈服强度为186 MPa,延伸率达29％,同时,板材沿横向、轧向和45°方向的性能相差较小,各向异性不显著.【期刊名称】《上海电机学院学报》【年(卷),期】2013(016)005【总页数】6页(P240-245)【关键词】AZ31镁合金板材;轧制;显微组织;力学性能【作者】苗青【作者单位】上海电机学院机械学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TG113镁合金具有高比强度、高比刚度、减振性好等一系列优点，被誉为“21世纪最具潜力的绿色工程材料”。

变形镁合金板材、带材适用于“陆、海、空、天”等交通运载装备的制造[1-2]。

镁合金具有密排六方(HCP)的晶体结构，室温变形条件下塑性较差、加工成形困难，但变形镁合金较之铸造镁合金具有更优良的力学性能和尺寸稳定性。

轧制技术是通过塑性成形工艺生产板、带材最经济有效的方法之一，具有在大规模工业化生产中快速应用、全面推广的价值和空间[3-4]。

因此，研究与开发高性能镁合金板材的轧制工艺具有重要意义。

据文献[5-6]报道，传统的AZ31镁合金热轧工艺，一般均从120mm左右厚的铸锭开始轧制，始轧温度为420～450℃，终轧温度为300～260℃，单道次变形量15%～25%，一般轧制到2～4mm厚的板材需要加热3～5次，总轧制道次为28～30次。

热轧后板材的性能为：抗拉强度≥250MPa，屈服强度≥145MPa，延伸率在12%～21%，轧制后板材的方向性较明显。

AZ31镁合金热压缩过程中晶粒取向和织构的演变刘筱;娄燕;李落星;朱必武;何凤亿【摘要】利用电子背散射衍射(EBSD)取向成像技术分析AZ31铸态镁合金在不同温度和真应变下热压缩的晶粒取向和织构特点,从晶粒取向和织构角度分析不同温度下其动态再结晶(DRX)的类型.结果表明：在热压缩过程中,350℃时,AZ31铸态镁合金表现为连续动态再结晶(CDRX)特征,新晶粒取向与基体相似,具有较强的{0002}基面织构,以基面滑移为主；500℃时,为旋转动态再结晶(RDRX)特征,真应变为0.5时,新晶粒取向与基体偏转成一定角度,具有两种主要的基面织构,由于动态再结晶的定向形核、择优核心长大和旋转动态再结晶造成这两种基面织构弱于350℃时的{0002}基面织构；且随着真应变的增加,其中一种织构由于滑移系的改变而逐渐消失.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2012(000)008【总页数】7页(P2141-2147)【关键词】AZ31镁合金;晶粒取向;织构;动态再结晶【作者】刘筱;娄燕;李落星;朱必武;何凤亿【作者单位】湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082; 深圳大学机电与控制工程学院,深圳 518060;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082【正文语种】中文【中图分类】TG146.2镁合金具有密度低、强度高、回收易等优点，近年来作为轻质结构材料被逐渐用于汽车、交通、电子及其它民用产品等领域[1-6]。

但是较差的室温塑性变形能力制约变形镁合金的发展，如何较大程度地改善其塑性变形能力成为目前关注的焦点。

常用方法是晶粒细化、织构强化或软化和合金化等。

动态再结晶是镁合金晶粒细化的重要方式，其主要类型包括CDRX、RDRX 和非连续动态再结晶(DDRX)等[2,7-9]；织构是由于滑移和孪生使晶粒取向转动形成的[1]，且分布和类型与再结晶类型相关，同时其存在对力学性能各向异性有巨大影响[10]。

AZ31镁合金的变形织构和协调变形机理一、AZ31镁合金的变形织构AZ31镁合金是一种高性能的镁合金，具有良好的可塑性和延展性，可以用于制作各种结构件。

它的变形织构是由许多主要和次要的变形织构组成的，它们经过变形后可以形成复杂的织构。

1. 主要变形织构AZ31镁合金的主要变形织构主要包括晶粒变形、滑移变形和脱钙变形。

晶粒变形是由晶界移动而形成的，晶界可以在组织中移动，形成新的晶界，从而形成新的织构。

滑移变形是由晶粒内部滑移而形成的，它可以在晶粒内部形成新的织构。

脱钙变形是由钙原子从晶粒中沉积而形成的，它可以形成新的织构。

2. 次要变形织构AZ31镁合金的次要变形织构主要包括滑移变形、拉伸变形、压缩变形和拉伸变形。

滑移变形是由晶粒内部滑移而形成的，它可以在晶粒内部形成新的织构。

拉伸变形是由晶粒外部的力作用而形成的，它可以在晶粒外部形成新的织构。

压缩变形是由晶粒内部的压力作用而形成的，它可以在晶粒内部形成新的织构。

拉伸变形是由晶粒内部的拉伸力作用而形成的，它可以在晶粒内部形成新的织构。

二、AZ31镁合金的协调变形机理AZ31镁合金的协调变形机理是由多种变形机理协同作用而形成的，它们可以有效地改善AZ31镁合金的力学性能。

1. 晶粒变形机理晶粒变形机理是由晶界移动而形成的，晶界可以在组织中移动，形成新的晶界，从而形成新的织构。

晶粒变形机理可以有效地增强AZ31镁合金的变形织构，从而提高材料的强度和延展性。

2. 滑移变形机理滑移变形机理是由晶粒内部滑移而形成的，它可以在晶粒内部形成新的织构。

滑移变形机理可以改善AZ31镁合金的变形性能，增加材料的可塑性和延展性。

3. 脱钙变形机理脱钙变形机理是由钙原子从晶粒中沉积而形成的，它可以形成新的织构。

脱钙变形机理可以改善AZ31镁合金的变形性能，增加材料的可塑性和延展性。

三、结论AZ31镁合金的变形织构由主要变形织构和次要变形织构组成，它们经过变形后可以形成复杂的织构。

第34卷第6期Vol 134　No 16FORGING &S TAMPING TECHNOLOGY2009年12月Dec.2009A Z31镁合金的热挤压变形和力学性能分析石　磊1,李继文1,2,李永兵3,魏世忠1,2,徐流杰1,2,张国赏1,2(11河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471003;21河南科技大学河南省耐磨材料工程技术研究中心,河南洛阳471003;31机械科学研究总院先进制造技术研究中心,北京100083)摘要:为了掌握高精度镁合金管材的生产工艺,通过对铸锭的均匀化处理,借助500t 挤压机、拉伸试验机、金相显微镜和透射电镜(TEM )对AZ31镁合金管材的等温挤压过程进行了研究,试制了AZ31镁合金挤压薄壁管材,获得了尺寸精度高、粗糙度小和壁厚差小的管材;分析了不同挤压条件下的AZ31镁合金管材的尺寸精度、组织、力学性能。

研究结果表明:在挤压温度为623±20K 挤出管材经523K ×3h 退火时其性能较好,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为270MPa ,175MPa 和2311%。

关键词:AZ31镁合金;热挤压;管材DOI :1013969/j 1issn 1100023940120091061010中图分类号:TG 376 文献标识码:A 文章编号:100023940(2009)0620035204H ot extrusion deformation of AZ31m agnesium alloy and mechanics performance analysisSHI Lei 1,L I Ji 2w en 1,2,L I Yong 2bing 3,WEI Shi 2zhong 1,2,XU Liu 2jie 1,2,ZHANG G uo 2shang 1,2(11School of Material Science and Engineering ,Henan University of Science and T echnology ,Luoyang 471003,China ;21Henan Engineering Research Center for Wear of Materials ,Henan University of Science and Technology ,L uoyang 471003,China ;31Advanced Manufacture Technology Center ,China Academy of MachineryScience and Technology ,Beijing 100083,China )Abstract :In order to know the production technics of magnesium alloy tube with high accuracy ,the isothermal extru 2sion process of AZ31magnesium alloy tube was investigated by 630t extruder ,tensile machine ,microscopy and trans 2mission electron microscope (TEM ).The casting was homogenized before extrusion deformation.The tube with pre 2cise size ,low roughness and little wall thickness difference was received during the trial 2manufacture of the thin 2wall extruded tube of AZ31magnesium alloy.AZ31magnesium alloy was hot extruded under different conditions ,and the microstructure and mechanical properties and dimensions accuracy of the alloy were investigated.The results show that the tensile strength and yield strength and elongation percentage of samples ,that extruded at 623±20K and annealed at 523K ×3h are 270MPa ,175MPa and 2311%respectively.K eyw ords :AZ31magnesium alloy ;hot extrusion ;tube收稿日期:2009204210;修订日期:2009206210作者简介:石　磊(1980-),男,硕士研究生电子信箱:shilei207207@1631com 镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料,具有较高的比强度、比刚度,良好的减震性能、电磁屏蔽性能、切削加工性能、尺寸稳定性能以及容易回收等一系列优点,可以代替塑料、钢铁等材料,满足产品的轻、薄、一体化等要求。

预时效对AZ31镁合金形变热处理组织及性能的影响黄小婷;李英华【摘要】对AZ31镁合金进行固溶和均匀化处理后,再进行不同时间预时效和不同程度形变,最后进行相同的时效处理,研究预时效时间及形变量对金相显微组织和布氏硬度的影响.结果表明:固溶处理使绝大部分Mg17 Al12相溶入了a-Mg基体,形变处理后,晶粒被拉长,颗粒相或杂质沿形变方向分布,出现明显的纤维组织,晶粒内部出现大量交错的形变孪晶;形变程度越大,加工硬化效果越显著,形变程度到20％时,硬度增长缓慢;形变前预时效增加了再结晶的形核,在随后的时效处理过程中,发生了再结晶,形变产生的纤维组织消失,生成了等轴晶粒;形变程度越大,再结晶后的等轴晶粒越细小.再结晶软化和时效析出强化的共同作用,使AZ31镁合金的硬度比时效前略有升高.因此,形变热处理前预时效能有效地改善AZ31镁合金的组织及力学性能.【期刊名称】《中原工学院学报》【年(卷),期】2016(027)004【总页数】5页(P53-56,79)【关键词】AZ31镁合金;预时效;形变热处理;布氏硬度;显微组织【作者】黄小婷;李英华【作者单位】中原工学院,郑州450007;中原工学院,郑州450007【正文语种】中文【中图分类】TG146.2镁及镁合金具有密度低、电磁屏蔽效果好、抗震减振能力强和易于回收再利用等优点，被誉为“21世纪的绿色工程材料”[1]。

AZ31镁合金属于Mg-Al-Zn-Mn系挤压镁合金，为众多变形镁合金中的一种，被广泛用于型材、板材。

目前人们在镁合金强化方面做了大量研究，其中AZ31镁合金的强化研究主要有固溶强化[2]、时效强化[3-5]、细晶强化[6-7]及形变强化[8]。

形变热处理是将形变强化和固溶、时效强化相结合的一种综合性工艺[9]，研究其对AZ31镁合金组织和力学性能的影响，可改善合金的综合性能，扩大其使用范围。

本研究在形变热处理前增加了预时效处理，研究不同预时效处理工艺对AZ31镁合金形变热处理后的组织与力学性能的影响，为制定AZ31镁合金挤压加工工艺提供参考。

压缩条件下AZ31镁合金第Ⅱ阶段加工硬化邹罡;张康;张诗昌【摘要】在温度为25℃～300℃、应变速率为3×10-2 s-1～ 10-4 s-1的条件下,对挤压态的AZ31镁合金沿挤压方向进行了压缩试验,试验研究了加工硬化率随应力的变化关系,以及产生第Ⅱ阶段加工硬化的原因.结果表明,在一定温度及应变速率范围内,加工硬化率随应力增加而增加,当加工硬化率达到峰值时即出现第Ⅱ阶段加工硬化.产生第Ⅱ阶段加工硬化的主要原因是压缩过程中,镁合金组织产生了{ 1012}拉伸孪晶,随着孪晶数量增加,大量孪晶界会阻碍位错运动,造成加工硬化率升高.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2017(045)005【总页数】5页(P52-56)【关键词】镁合金;第Ⅱ阶段加工硬化;孪晶;加工硬化率【作者】邹罡;张康;张诗昌【作者单位】广东省建筑科学研究院集团股份有限公司,广东广州 510500;武汉科技大学材料与冶金学院,湖北武汉 430081;武汉科技大学材料与冶金学院,湖北武汉 430081【正文语种】中文【中图分类】TG146.22根据加工硬化率与应力之间的关系，金属材料的加工硬化通常具有三个阶段特征[1]：第Ⅰ阶段的特点是加工硬化率很低，且与应力无关，一般出现在单晶材料中；第Ⅱ阶段则对应着较高的加工硬化率，且在某一给定的变形条件下，加工硬化率为一确定常数；第Ⅲ阶段加工硬化率与应力呈线性关系，即随着应力增加，加工硬化率直线降低。

材料在变形过程中，根据变形条件的不同往往表现出一个或几个加工硬化特征[1-2]。

镁合金的加工硬化随变形温度和应变速率的变化可以出现第Ⅱ或第Ⅲ阶段加工硬化[3-4]。

由于第Ⅱ阶段加工硬化与位错交互作用有关，因此产生第Ⅱ阶段加工硬化需要具备特定条件。

Hnorng-Yu Wu[3]等人研究了AZ31B-H24镁合金热轧薄板的加工硬化行为表明：只有当应变速率高于4×10-3 s-1且在室温下变形时，AZ31B-H24镁合金才产生第Ⅱ阶段加工硬化，而当温度升高到250℃时，第Ⅱ阶段加工硬化消失。

变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能共3篇变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能1变形镁合金AZ31是一种广泛应用于航空、汽车、电子、医疗等领域的轻金属材料。

其具有轻质、高比强度、高耐腐蚀性等突出特点，逐渐成为各个领域中的热门材料。

然而，AZ31合金在加工过程中存在明显的异方性，其机械性能受到材料的组织结构影响较大。

因此，对于AZ31合金织构演变对力学性能的影响进行深入研究，有助于提高这种合金材料的使用性能。

AZ31合金的织构演变与力学性能1. AZ31合金的结构特点AZ31合金属于Mg-Al-Zn系列，由镁、铝、锌组成，其中镁含量最高，达到90%以上。

该合金的强度和塑性取决于其织构和显微结构。

AZ31合金虽然密度较低，但其非球形晶粒结构导致其劣异性强，机械性能较差。

而AZ31合金加工过程中的塑性变形，会导致晶体的取向趋向于某些方向，进而改变其结构和性能。

2. AZ31合金的织构演变材料的织构是指其晶体结构的方向取向分布情况。

AZ31合金材料经过加工后，其晶体取向会出现明显的变化。

织构演变主要表现为以下几个方面：(1) 轧制织构AZ31合金在轧制过程中，由于强制变形而出现滑移活动和晶胞旋转，引起晶体取向转移。

随着轧制次数的增加，合金的织构也发生了显著变化。

初始材料晶粒的织构为强烈的(0001)取向，随着轧制次数的增加，晶胞几乎沿着轧制方向旋转。

在轧制后5次，(0001)织构逐渐消失，取向随机化趋势增强。

(2) 拉伸织构AZ31合金在拉伸过程中，晶粒沿着应力方向伸展。

拉伸应变随机化使得AZ31合金中的(0001)取向被破坏，取向随机性增强。

此外，拉伸过程中晶粒的滑移和旋转也会影响其织构。

(3) 桶形拉伸织构桶形拉伸是一种在不一致模式下进行的拉伸，能够产生高度逆变形，有利于产生组织细化和显着的织构改善。

桶形拉伸后，(0001)取向分布更为均匀，且滞后角度明显减小。

3.织构演变对AZ31合金力学性能的影响材料的力学性能受到其组织结构的影响。

不同压力下AZ31镁合金的凝固组织及性能变化我国的镁矿资源丰富，是原镁生产大国，但在镁资源利用上依然停留在原镁生产阶段，对于高质量镁合金制备等深加工方面，我国依然显著落后于世界先进水平，我国镁行业迫切需要提高自己的实力。

标签：压力；镁合金；组织；性能0 引言本文选用AZ31镁合金作为课题研究对象，基于加压凝固基础理论及影响机制，分析研究了加压对镁合金凝固组织变化特征以及性能的影响，其不仅对控制镁合金凝固组织进而改善性能具有积极意义，而且对进一步丰富镁合金凝固理论都也具有一定影响。

1 实验条件和方法本实验选用AZ31镁合金，主要化学成分（质量百分比）见表1。

采用一端封闭的不锈钢管作为浇铸的模型，本实验采用的压力条件分别是常压，静压，离心压力。

选用高纯石墨坩埚作为AZ31合金熔炼容器，设定熔炼温度为720℃。

合金熔炼过程中使用2#溶剂进行熔体的保护和除渣处理。

待合金完全熔化后浇注入预热的管子中，浇注时采用氩气保护，浇铸温度670℃～685℃。

静压力是通过管式加热炉的加热区域控制镁合金熔体的施加静压的高度，通过熔体自重来补缩，获得在不同熔体深度下具有不同的静压头作用的凝固组织。

离心压力凝固是将浇注冷却的管子封闭后加热至合金融化，放入转速为1400r/min的离心设备上进行离心加压使得合金完全凝固。

注意，管子在放入井式加热炉之前要用石棉布包裹，确保管子拿出井式炉未开始离心凝固之前管子内的合金处于液态。

为了明显的对比两种工艺的优缺点，静压力凝固的铸件取样沿重力方向的底部位置，离心压力凝固的铸件取离旋转中心远的边部位置。

试样磨制，抛光和腐蚀后，在奥林巴斯金相显微镜和日产S-3400N型的扫描电镜下观察显微组织，利用型号为D/max2200PC的XRD衍射仪对不同凝固条件制备成的金相试样进行相成分测试，确定相组成。

使用型号HX-1000TM的显微硬度计进行硬度测试。

在型号Instron8801的拉伸机上测试力学性能。