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ZK61M变形镁合金铸造工艺研究周江;刘科研;金龙兵;张宏伟;张燕飞【摘要】ZK61M变形镁合金铸造过程中经常出现铸锭表面开裂.据此试验研究了合金成分(Zn、Zr含量)对铸锭组织和性能的影响,铸造工艺参数(铸造温度、冷却强度、铸造速度、结品器)对铸锭质量和开裂缺陷的影响,铸锭均匀化丁艺参数对铸锭组织和加工塑性的影响.确定了ZK61M镁合金的成分范嗣,w(Zn)=5.3%～5.5%,w(Zr)=0.6%～0.8%;优化了铸造工艺参数,防止熔体过热,铸造温度695℃～705℃,铸造速度36 mm/min～40 mm/min,改进结晶器,减少二次水冷却强度;铸锭均匀化工艺参数390℃ 12 h.这样形成了ZK61M镁合金铸锭稳定的生产工艺,大大减少了铸锭表血开裂.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2010(038)008【总页数】4页(P13-16)【关键词】ZK61M变形镁合金;铸锭开裂;铸造工艺【作者】周江;刘科研;金龙兵;张宏伟;张燕飞【作者单位】东北轻合金有限责任公司,黑龙江,哈尔滨,150060;东北轻合金有限责任公司,黑龙江,哈尔滨,150060;东北轻合金有限责任公司,黑龙江,哈尔滨,150060;东北轻合金有限责任公司,黑龙江,哈尔滨,150060;东北轻合金有限责任公司,黑龙江,哈尔滨,150060【正文语种】中文【中图分类】TG292根据生产工艺不同,镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金。
由于镁合金属于密排六方结构,塑性变形能力差,很难加工成板、带、棒、型材和锻件,因此当前应用较广的是铸造镁合金,采用铸件作为结构材料使用。
变形镁合金的生产难度很大,技术也不完善,成为限制镁合金广泛应用的主要问题。
本课题针对ZK 61M变形镁合金铸造过程中经常出现的表面开裂问题进行系统分析,深入分析ZK61M镁合金的强韧化机理,通过对合金成分、铸造工艺以及均匀化工艺展开全面研究,确定合金成分的合理配比,优化熔铸工艺,保证铸锭质量,制定均匀化处理制度,减少开裂,提高成品率,最终形成稳定、成熟的铸造生产工艺。
金属镁生产新工艺研究现状与进展摘要：我国镁矿资源丰富，金属镁是一种应用广泛的有色金属，这种金属结构的质量较轻，同时随着社会的发展和科学技术的不断进步，这种金属的适用范围完全社会阶层正在逐步扩大。
特别是当这种金属与其他金属制品结合使用时，所得到的轻金属材料不仅硬度高、性能稳定，而且质量更轻。
这种镁合金已被用于汽车、计算机、通讯、航空航天等许多高端行业，并获得了良好的使用口碑。
关键词：金属镁生产；新工艺；现状；进展引言分析了我国金属镁冶炼行业的现状及特点，对我国炼镁企业的环保技术现状进行了概括。
指出我国金属镁冶炼行业存在产能过剩严重、生产过程高污染高耗能、行业排放标准不尽合理、行业环境管理水平低等问题。
为推进我国金属镁冶炼行业绿色转型发展，建议出台行业环境管理指导意见、开展电解法炼镁关键环保技术研究、尽快启动行业污染排放标准修订、加强无组织排放管控和固体废物处置力度。
1镁与镁合金的性质镁元素在地球上的储量丰富，除地表外，海洋中含量也非常高，开发镁资源，替代其它枯竭资源可实现资源开发的持续性。
1.1镁的物理性质与化学性质镁的密度为1.74g/m³，是铝的¾铁和锌的¼。
原子序数12，密集六方晶有三个自然同位素。
镁与氧的亲和度与镁的性状及外部温度紧密相关。
熔体镁与粉状镁在空气中易爆，镁条在850℃时就可直接燃烧。
高温下的镁可分解生成二氧化硫和MgC2。
卤盐、硫化物、多种氮化物及碳酸氢钠都对镁有侵蚀作用，镁可以将许多卤化物和氧化物还原。
1.2镁合金变形与断裂机理镁合金的变形机理是以位错滑移和晶界滑动蠕变的方式进行的。
蠕变变形及应力水平变化随变形方式改变。
晶界滑动蠕变在室温及正常应力下的变形可忽略，在超过120℃时，晶界原子扩散产生滑动促进蠕变发生。
位错滑移是蠕变变形的一种方式。
位错可以连续产生变形，如果滑移面上的位错挤压，会影响滑移变形。
扩散蠕变是在金属熔点附近低应力背景下产生的。
镁合金在轨道交通装备中的应用和展望摘要：近年来我国轨道交通装备行业发展迅速，轨道客车速度快、能耗低、舒适性设计、环境友好、以人为本的设计特点，具有其他交通方式无法比拟的优势。
因此，探讨铝合金、镁合金等轻金属材料在轨道交通装备领域的应用，对铁路装备升级换代具有重要的意义。
关键词：镁合金；轨道交通装备；应用镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料，比强度和比刚度高，阻尼减震性能好，并具有良好的成形性能，在高端装备制造领域应用前景广阔。
该介绍了镁合金在轨道交通装备中的应用现状，通过多个应用案例，重点阐述了铸造镁合金的应用情况，并针对轨道交通装备关键零部件实现，最后对铸造镁合金在轨道交通装备领域的应用。
一、镁合金的特点镁在元素周期表中排在第十二位，属于第二主族碱土金属。
目前工程应用中密度最小、比强度最高的结构金属材料。
镁合金在材料减重方面的优势使得它在交通运输领域备受关注。
镁合金主要具有以下优点：1、高比强度、比刚度和比弹性模量。
镁合金的比强度高于铝合金，远高于钢；比弹性模量和比刚度近似于高强度铝合金。
2、优秀的阻尼和减振性能。
与铝合金相比，镁合金拥有更优秀的衰减振动和降低噪声的能力。
镁合金还具有良好的承受冲击载荷性能，弹性范围内镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量可以比铝合金件多5O%，而且由于有更好的延伸率，镁合金受到冲击后可以吸收更多的能量而不至于断裂。
所以镁合金是非常好的减振降噪材料。
3、优良的机械加工性能和铸造性能。
镁合金在金属中属于非常易于加工的材料，切削阻力小可以满足高速切削加工，并且加工完成后表面十分光洁，基本不需要磨削和抛光。
镁合金液流动性好，可以铸造出壁厚很薄、形状复杂的零件，而且不容易粘模具，清理模具的费用较低。
镁合金压铸件尺寸精度比铝合金压铸件精度高50%，同时压铸周期短，生产效率比铝合金高25%，镁合金加工耗能比铝合金低5O%。
4、良好的导热、电磁屏蔽性能。
镁合金的散热性能不但比塑料高的多，比铝合金也要好。
镁合金板材超塑性成形性能及变形失稳文章研究了轧制AZ31B镁合金板材的超塑性与变形失稳，对镁合金板材进行了超塑性拉伸试验和超塑性凸模胀形试验。
通过对AZ31B镁合金进行超塑性单向拉伸（初始应变比？籽00）实验，研究其在不同加载途径下变形过程中板平面内的两主应变（？着1，？着2）的分布和最小截面处的应变路径变化。
结果表明：在一定变形速度与温度下，工业态AZ31B镁合金板材具有优良的超塑性；在变形温度为573K中温条件下的超塑性成形性合乎成形零件的基本要求。
标签：AZ31B镁合金；超塑性；成形性能；变形失稳Abstract：The superplasticity and deformation instability of rolled AZ31B magnesium alloy sheet were studied in this paper. The superplastic tensile test and the bulging test of superplastic convex die were carried out on the magnesium alloy sheet. The superplastic uniaxial tensile test （initial strain ratio ρ00）were carried out on AZ31B magnesium alloy. The distribution of two principal strains （？著1，？着2）and the variation of strain path at the minimum cross section in the plate plane during different loading paths are studied. The results show that the industrial AZ31B magnesium alloy sheet has excellent superplasticity at a certain deformation rate and temperature，and the superplastic formability at a deformation temperature of 573K meets the basic requirements of forming parts.Keywords：AZ31B magnesium alloy；superplasticity；formability；deformation instability目前，工业中的铝、钛等合金零件的生产多使用超塑性成形工艺，而超塑性成形工艺较少用于镁合金零件的生产过程。
Mg-1Gd合金织构形成机理及变形行为研究传统变形镁合金中往往形成很强的基面织构，即晶粒c轴垂直于挤压方向或轧面，导致镁合金成形性和塑性差，并表现出明显的力学性能各向异性和拉压屈服不对称性，这已成为阻碍变形镁合金大规模应用的瓶颈问题。
研究表明，镁合金中添加稀土元素可有效弱化镁合金板材或棒材的基面织构，从而显著提高镁合金成形性和塑性。
然而，织构弱化机理尚不明确。
因此，有必要对变形镁稀土合金织构弱化机理及变形行为进行深入系统的研究，这对于开发高成形性镁稀土合金材料和丰富镁合金塑性变形的基础理论具有重要意义。
本文采用光学显微镜(OM)、扫描电镜观察(SEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)等手段，首先对比研究了纯镁和Mg-1Gd合金在轧制及退火过程中的组织、织构演变，揭示了Gd元素对镁板的织构弱化机理；其次，通过反挤压后淬火及退火试验，研究了退火温度和时间对挤压Mg-1Gd合金组织及织构的影响规律，探讨了反挤压Mg-1Gd合金21稀土丝织构形成机理，并研究了挤压温度对挤压态和退火态Mg-1Gd合金组织及织构的影响规律；最后，对Mg-1Gd合金的变形行为进行了研究。
一方面，通过室温拉伸试验，研究了纯镁和Mg-1Gd合金板材在拉伸过程中的变形行为和织构演变；另一方面，通过室温压缩试验，研究了具有初始21稀土丝织构的Mg-1Gd合金在压缩过程中的组织及织构演变，并对其变形机制进行了探讨。
通过一系列研究，取得了如下结论：热变形条件下，Mg-1Gd合金的织构演变与变形路径有极大的依赖性。
Mg-1Gd合金在300℃轧制过程中形成大量二次孪晶和剪切带，在随后400℃退火过程中可作为有效的再结晶形核位置，由此获得的再结晶晶粒取向比较弥散，可弱化板材织构。
Mg-1Gd合金板材的织构相比基面织构发生了一定的偏转。
Mg-1Gd合金在300~450℃反挤压时，挤压态合金中都存在大量细小的动态再结晶晶粒和沿挤压方向拉长的粗大的变形晶粒。
镁合金的优缺点及应用镁合金是以镁为原料的高性能轻型结构材料，比重与塑料相近，刚度、强度不亚于铝，具有较强的抗震、防电磁、导热、导电等优异性能，并且可以全回收无污染。
镁合金质量轻，其密度只有1.7 kg/m3，是铝的2/3 ，钢的1/4 ，强度高于铝合金和钢，比刚度接近铝合金和钢，能够承受一定的负荷，具有良好的铸造性和尺寸稳定性，容易加工，废品率低，具有良好的阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，非常适合用于汽车的生产中，同时在航空航天、便携电脑、手机、电器、运动器材等领域有着广泛的应用空间。
一、镁合金的优点1、镁合金密度小但强度高、刚性好。
在现有工程用金属中，镁的密度最小，是钢的1/5 ，锌的1/4 ，铝的2/3 。
普通铸造镁合金和铸造铝合金的刚度相同，因而其比强度明显高于铝合金。
镁合金的刚度随厚度的增加而成立方比增加，故而镁合金制造刚性好的性能对整体构件的设计十分有利。
2、镁合金的韧性好、减震性强。
镁合金在受外力作用时，易产生较大的变形。
但当受冲击载荷时，吸收的能量是铝的1.5 倍，因此，很适合应于受冲击的零件—车轮；镁合金有很高的阻尼容量，是避免由于振动、噪音而引起工人疲劳等场合的理想材料。
3、镁合金的热容量低、凝固速度快、压铸性能好。
镁合金是良好的压铸材料，它具有很好的流动性和快速凝固率，能生产表面精细、棱角清晰的零件，并能防止过量收缩以保证尺寸公差。
由于镁合金热容量低，与生产同样的铝合金铸件相比，其生产效率高40%- 50% 且铸件尺寸稳定，精度高，表面光洁度好。
4、镁合金具有优良的切削加工性。
镁合金是所有常用金属中较容易加工的材料。
加工时可采用较高的切削速度和廉价的切削刀具，工具消耗低。
而且不需要磨削和抛光，用切削液就可以得到十分光洁的表面。
5、资源丰富。
中国是镁资源大国，菱镁矿、白云石矿和盐湖镁资源等优质炼镁原料在中国的储量十分丰富，为中国的原镁工业及“下游”产业的蓬勃发展和不断进步提供了物质保证。
镁合金研究现状及发展趋势摘要：镁合金作为21世纪的绿色环保工程材料之一，近年来已成为学术界的一个研究热点。
本文主要综述了镁合金的研究进展和应用，介绍了耐热、耐蚀、阻燃和高强高韧等高性能镁合金材料的最新发展。
还介绍了镁合金成型技术的研究成果，最后展望了高性能镁合金的发展前景。
关键词：镁合金；高强高韧；成型技术；应用1.引言镁（Mg）是地球上储量最为丰富的元素之一，在陆地、湖泊和海洋中都广为分布，例如，其在地壳表层金属矿资源中的含量达2.3%，仅次于占8.1%的铝和5%的铁，居第三位；海水中的镁含量达到2.1×1015吨，可以认为是取之不尽、用之不竭的元素[1]。
此外，我国的白云石矿储量、菱镁矿以及原镁的产量位列世界镁资源储量首位[2]。
同时，随着当前钢铁行业中铁矿石等资源的日趋紧张，开发和利用镁作为替代材料是必然的趋势。
被誉为“二十一世纪绿色金属结构工程材料”的镁合金是目前所知金属结构材料中最轻的，与其他同类材料相比，它具有密度小，比强度、比刚度较高，可以回收再利用且机加工性能优异，阻尼减震性好，电磁屏蔽效果佳等一系列优点，因此在交通运输（如汽车、摩托车、自行车等工业）、航空航天、武器装备、计算机通讯和消费电子产品等领域具有广阔的应用前景[3]，但其使用量与铝合金和塑料相比还相当少[4]。
目前，从全球镁合金研发状况看，发展方向如图1所示[5]，我国在镁合金材料的应用研究与产业化方面也己取得重大进展，形成了从高品质镁材料生产到镁合金产品制造的完整产业链，为我国实现由镁资源大国向镁应用强国的跨越奠定了坚实的基础。
图1 镁合金的研发方向[5]Fig. 1 Directions of Mg alloy development2.镁合金的特点及分类通过在纯镁中添加其他化学元素，可显著改善镁的物理、化学和力学性能。
但镁合金同时存在着显著的缺点，下面对镁合金的优缺点进行简要的阐述。
2.1镁合金的优点[6 ~ 8]1）密度小、质量轻。
新型抗蠕变镁合金研究(doc 9页)系，提高高温性能，研制新型抗蠕变镁合金。
1 镁合金蠕变特点1.1 镁合金蠕变机理蠕变是一个高温条件下缓慢的塑性变形过程，与常温拉伸过程相比，在微观机制上不仅滑移系增移而且还有晶界滑移。
根据Von Mises准则，多晶体材料产生塑性变形并在晶界上仍保持其完整性，每个晶粒必须至少有五个独立的滑移系。
镁合金是密排六方晶体，只有四个独立的滑移系，但在蠕变过程中晶界滑移将提供另外两个有效的滑移系。
此时满足Von Mises准则。
由于镁合金滑移系很少，因此残留的晶界位错将有很大的Buregrs矢量，在晶界处的应变水平将很高，在高温应力作用下镁合金比铝合金更容易产生晶界滑移[2]。
镁合金的蠕变机理分为两个阶段，低温下以位错攀移为主，高温条件下以晶界滑移为主[3]。
据Mihriban O. Pekguleryuz等研究，镁合金蠕变的机理如图1所示。
图1 镁合金蠕变机理示意图1.2 镁合金蠕变性能的提高途径根据镁合金的蠕变特点和机理，提高镁合金蠕变性能的途径主要有基体强化和晶界强化[2，6]。
1.2.1 基体强化提高镁合金基体高温蠕变性能的主要途径有固溶强化、析出强化和弥散强化。
固溶强化是通过在合金中加入溶质元素提高其均匀化温度和弹性模量，减慢扩散和自扩散过程，降低了位错攀移的速率，因而合金的高温蠕变性能提高。
析出时效强化是在时效过程中合金元素的固溶度而降低时形成散布的析出相，析出相与滑移位错之间的交互作用导致了合金的屈服强度提高。
由于镁原子较大，通常形成与镁基体非共格的复杂析出相。
这些相的界面能很高，在高温下易粗化，难以对晶界起有效的钉扎作用。
因此，提高镁合金耐热性的关键是改善析出相的晶体结构以降低它与镁基体点阵常数错配度并提高其熔点以降低其扩散性。
弥散强化因弥散相具有很高的熔点并在基体中溶解度很小，其强化温度大大提高。
据报道加拿大的ITM已在实验室中开发了两种弥散强化的镁合金[2]。
镁合金的用途镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。
目前，镁合金主要用途应用于航空航天、汽车工业、电子通信、医疗、军事等领域。
（1）航空航天从20世纪开始，镁合金就在航空航天领域得到应用。
B-36重型轰炸机每架用4086kg镁合金簿板；洛克希德F-80喷气式歼击机镁板机翼，使结构零件从47758个减少到16050个；“大力神”火箭使用了600kg的变形镁合金；“季斯卡维列尔”卫星中使用了675kg的变形镁合金；直径约1米的“维热尔”火箭壳体是用镁合金挤压管材制造的。
我国的歼击机、轰炸机、直升机、运输机、民用机、机载雷达、地空导弹、运载火箭、人造卫星、飞船上均选用了镁合金构件。
（2）汽车工业镁合金汽车零件的好处可简单归纳为：密度小，可减轻整车重量，间接减少燃油消耗量；镁强度高于铝合金和钢，刚度接近铝合金和钢，能承受一定负荷；镁具有良好的铸造性和尺寸稳定性，容易加工，废品率低；镁具有较高阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，用于壳体可降低噪声，用于座椅、轮圈可以减少振动，提高汽车的安全性和舒适性。
镁合金现已被发达国家广泛用于汽车仪表板、座椅支架、变速箱壳体、方向操纵系统部件、发动机罩盖、车门、发动机缸体、框架等零部件上。
用镁合金制造汽车零部件，可以显著减轻车重，降低油耗，减少尾气排放量，提高零部件的集成度，提高汽车设计的灵活性等。
（3）电子通信电子信息行业由于数字化技术的发展，市场对电子及通讯产品的高度集成化、轻薄化、微型化和符合环保要求越来越高。
镁合金具有优异的薄壁铸造性能，其压铸件的壁厚可达0.6~1.0mm，并保持一定的强度、刚度和抗撞能力，这非常有利于产品超薄、超轻和微型化的要求，这是工程颜料无法比拟的。
目前用镁合金制作零部件的电器产品有照相机、摄影机、数码相机、笔记本电脑、移动电话、电视机、等离子显示器、硬盘驱动器等。
以笔记本电脑、手机和数码相机为代表的3C产品朝着轻、薄、短、小方向发展的推动下，镁合金的应用得到了持续增长。
摘要镁合金作为目前工业应用中最轻的金属结构材料，因其强度、比刚度高，良好的电磁屏蔽性能及易于加工、回收等优点，被誉为“21世纪绿色金属工程材料”，并广泛用于汽车、通讯、电子、航空航天等领域。
本文着重探讨了新型镁合金的组织性能、耐腐蚀性能以及成型技术。
分析了不同合金元素的添加，对镁合金的物理性能、化学性能的影响。
介绍镁合金的分类，不同牌号的镁合金，含有哪些不同的合金性能，以及该合金材料的优缺点、实用性和应用领域。
在我国，镁合金加工成形技术主要是压铸成型，在压铸成型中，我们要注意到压铸镁合金材料的性能要求，在压铸过程中的技术参数以及该注意到的问题我们都会详细阐述。
最后展望了镁合金发展和应用的前景，作为21世纪的绿色金属材料，在越来越多的领域中逐步得到应用，所以，镁合金材料的开发、应用研究和高要求、高性能的镁合金材料的开发势在必行。
关键词：镁合金；成型技术；性能；耐腐蚀AbstractMagnesium alloys as the lightest metal structural material for current industrial applications, because of its strength, specific stiffness, good electromagnetic shielding performance and ease of processing, recycling, etc., was known as the "21st century green metallic engineering materials," and widely used in the automotive, communications, electronics, aerospace and other fields.This article focuses on the performance of the new magnesium alloy, corrosion resistance, and molding technology. The effects for the physical and chemical properties of magnesium alloys,which coursed by different alloying elements added,is analysised. Describes the classification and different grades of magnesium alloys, different alloys properties, as well as the advantages and disadvantages of the alloy material, practical, and applications. In China, the forming process of magnesium alloy was mainly the die casting, we have to note that the material properties requirements of magnesium alloy in die-casting , the technical parameters of die casting process and some other issues we will be more noticed . Finally, the future development and application of magnesium alloy is prospected, as the 21st century green metallic materials, and gradually more and more applied , the development of magnesium alloy material, applied research and the development of high demanded,high-performance magnesium alloys materials is imperative.Key Words：Mg-Al-Zn alloys；forming technology；property；corrosion目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1镁及镁合金简介 (1)1.2镁合金的特点 (1)1.3 镁合金的应用 (3)1.3.1镁合金在车辆上的应用 (3)1.3.2镁合金在航空上的应用 (3)1.3.3镁合金在3C产品上的应用 (3)1.3.4镁合金在武器的应用 (4)1.3.5镁合金在其他领域的应用 (4)1.4新型镁合金的研究 (5)第二章实验部分 (7)2.1概述 (7)2.2压铸镁合金体系 (7)2.3压铸用的浇注系统 (8)2.4压铸设备 (9)2.5镁合金的熔炼 (9)2.5.1熔炼设备 (9)2.5.2冷、热室压铸机 (10)2.6镁合金的压铸工艺 (11)2.6.1压铸工艺装置 (11)2.6.2熔体制备 (12)2.6.3压铸工艺 (13)2.6.4熔体熔炼的阻燃保护 (15)2.6.4.1溶剂保护 (15)2.6.4.2气体保护 (16)2.6.4.3合金化阻燃保护 (17)2.6.5压铸过程中的阻燃保护 (18)第三章结果与讨论 (19)3.1镁合金的成份 (19)3.2镁合金的成份对性能的影响 (20)3.2.1镁合金的合金化特点 (20)3.2.2镁合金的物理冶金特性 (21)3.3合金元素的作用 (22)3.3.1铝对镁合金的性能的影响 (23)3.3.2锌元素的作用 (24)3.3.3其他合金元素的作用 (25)第四章镁合金前景与未来发展 (27)4.1镁合金的未来发展前景 (27)4.1.1耐高温性能的改善 (27)4.1.2抗腐蚀性能的提高 (28)4.1.3塑性变形能力的改善 (28)4.1.4镁基复合材料 (28)第五章结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)第一章绪论1.1镁及镁合金简介1774年人们首次发现镁，并以希腊古城Magnesia命名。
铸造镁合金和变形镁合金概述说明以及解释1. 引言1.1 概述镁合金作为一种重要的轻质结构材料，在工业生产和科学研究领域得到了广泛应用。
其中，铸造镁合金和变形镁合金是常见的两种镁合金品种。
本文将对铸造镁合金和变形镁合金进行概述、说明以及解释，探讨它们的加工方法、特性与应用、优缺点，并对两者进行对比分析，包括异同点、应用领域的区别，同时展望其发展趋势与前景。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分。
引言部分概述了文章内容，并介绍了铸造镁合金和变形镁合金的研究背景和意义。
第二部分讲述了铸造镁合金，包括其铸造工艺、特性与应用以及优缺点。
第三部分则关注于变形镁合金，详细介绍了它的加工方法、特性与应用以及优缺点。
在第四部分中，我们将对铸造镁合金和变形镁合金进行比较分析，着重探讨它们的异同点和在不同领域中的应用差异，并展望其发展趋势与前景。
最后一部分是结论，对整篇文章的主要观点进行总结。
1.3 目的本文的目的在于全面介绍铸造镁合金和变形镁合金，在阐释它们的工艺、特性、应用和优缺点的基础上，比较两者的异同点，并探讨它们在不同领域中的应用区别。
通过对这些内容的详细介绍和分析，旨在为读者提供关于铸造镁合金和变形镁合金方面知识和研究帮助，并对其未来发展趋势做出一定预测。
2. 铸造镁合金2.1 铸造工艺铸造是制备镁合金最常用的工艺之一。
铸造镁合金可以采用砂型铸造、压力铸造和连续铸造等不同的方法。
在砂型铸造中，首先根据所需产品的形状和尺寸制作出沙模，然后将加热至适宜温度的镁合金液体倒入模具中，待其冷却凝固后取出成品。
这种方法生产成本较低，但表面质量一般较差。
压力铸造是指将加热至一定温度的镁合金注入高压下的模具中，通过快速凝固来制备零件。
该方法能够获得更高密度、更均匀组织和更好性能的零件。
常见的压力铸造方法包括压力浇注、低压浇注和真空浇注等。
连续铸造是指通过恒定输送速度将溶化状态的镁合金连续浇注到定型装置中进行凝固形成连续性材料坯料。
镁合金的热变形行为及力学性能研究镁合金是一种轻质高强度的金属材料，因其重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，在航空航天、汽车、电子通讯、运动器材等领域得到广泛应用。
然而，由于其在高温下易于软化和破坏，热变形行为及力学性能的研究对于镁合金的发展至关重要。
1.热变形行为的研究热变形行为是指材料在热加工过程中的变形行为，包括变形应力、应变、应变速率等指标。
镁合金的热变形行为与其微观组织有着密切的联系。
研究表明，在温度为200℃~400℃范围内，镁合金的应变硬化效应较强，变形应力与应变率之间呈现出显著的正比关系。
随着温度的升高，镁合金中的细晶粒首先发生动态再结晶，从而导致材料的变形应力和应变率的降低。
当温度进一步升高时，材料会出现粗大晶粒的再生变形，其剪切带和孪晶的形成则可导致应变增大，导致材料的流动性能下降。
2.力学性能的研究力学性能是指材料在载荷作用下的力学特性，对于实际工程应用有着至关重要的影响。
针对镁合金的力学性能研究，主要包括硬度、韧性、塑性等方面。
研究发现，在一定的应变速率下，镁合金的硬度随温度升高而降低，这与材料的动态再结晶机制有着密切的关系。
此外，镁合金的韧性和塑性也受到温度的影响。
随着温度的升高，镁合金的塑性越来越强，断裂韧性也逐渐提高。
3.应用前景随着工业技术的不断进步和对材料强度重量比要求的提高，镁合金在航空航天、汽车、电子通讯等领域的应用前景越来越广阔。
而研究镁合金的热变形行为及力学性能则能够为材料的开发和应用提供重要的理论依据。
总之，镁合金的热变形行为及力学性能研究是镁合金发展和应用的重要基础研究之一。
通过深入研究材料的微观组织和宏观力学性能，可以为镁合金的优化设计、改良和应用提供重要的科学依据。
镁合金塑性变形中孪生行为的研究镁及其合金是所有金属工程材料中密度最小的,表现出良好的铸造成型、切削以及焊接性能,在汽车、航空、交通、通信以及日常生活中有很大的应用潜力,因此得到广泛关注。
轧制态AZ31板材具有强烈的基面织构,导致其力学行为的各向异性,塑性变形能力差,所以加工成型能力较差,严重限制了镁合金板材的大规模应用。
本文对具有初始轧制织构的AZ31镁合金进行了连续压缩实验,并借助光学显微镜、X射线衍射和背散射电子衍射等分析技术,探索镁合金形变过程中的拉伸孪生行为以及孪生对镁合金性能的影响。
研究结果表明:(1)镁合金变形过程孪生的启动与其晶界取向有关,初始晶界取向差较小,孪生越容易形核;单向加载情况下,初始材料受力情况简单,孪晶变体的激活遵循施密特一般规律,即拥有较高施密特因子的孪生变体优先启动。
(2)沿初始轧制态试样RD方向连续压缩时,孪晶晶界数目与孪晶体积分数呈现不同的变化趋势:当应变量小于2%时,应变增加孪晶界数量会迅速增加;当应变量继续增加至6%的过程中,孪晶界数量基本保持不变;继续变形孪晶界数目会随着孪晶吞并基体晶粒而迅速减少;而在整个变形过程中,孪晶体积分数呈现一直上升的趋势直至孪生完全,这主要是因为孪晶会以孪晶界迁移的方式生长,当同种孪生变体的相互合并或者孪晶完全吞并基体晶粒时,孪晶界会随之消失而孪晶体积分数会达到极值。
(3)在初始变形下,基体晶粒内部会优先启动施密特因子较大的拉伸孪生变体,随着应变的增加,其他低施密特因子变体也会被激活来协调均匀塑性变形;而在产生孪晶的晶粒中,孪生变体一般都具有较大的施密特因子。
在整个变形过程中,虽然少数晶粒的拉伸孪生变体具有较高的施密特因子,但是由于其拉伸孪生变体所需周围相邻晶粒提供较大的协调应变张量而无法被激活;而部分晶粒虽然取向偏离初始织构方向,但是它们产生相应的拉伸孪生变体所需相邻晶粒提供的协调应变远小于上述晶粒,故综合考虑局部变形协调因素后,这些晶粒中的变体会被激活来协调均匀塑性变形。
镁合金塑性变形机制及动态再结晶研究进展李立云;曲周德【摘要】This paper reviews the mechanism of plastic deformation in magnesium and its alloy at room temperature and dy-namic recrystallization behavior at high temperature, summarizes the research development of the plastic deformation mecha-nism of magnesium alloy and dynamic recrystallization. The results show that the process parameters, processing technology and alloy elements can affect the plastic forming process of magnesium alloy, twin can effectively promote the basal slip;as an important mechanism of grain refinement mechanism, the dynamic recrystallization can effectively start the prism surface of grain boundary sliding, thus to improve the plasticity of magnesium alloy. It points out that it is the important development di-rection of magnesium alloy to optimize the process parameters, research and develop the new technology, refine the grain size.%综述镁及镁合金在室温下塑性变形机制和高温下动态再结晶行为,总结镁合金塑性变形机制和动态再结晶的研究进展. 结果表明:工艺参数、加工工艺、合金元素等均能影响镁合金的塑性成形过程,孪生能有效促进非基面滑移,动态再结晶作为一种重要的晶粒细化机制能有效启动晶界处的棱柱面滑移,提高镁合金的塑性. 指出优化工艺参数,研发新型工艺,细化晶粒尺寸是变形镁合金发展的重要方向.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2015(028)006【总页数】3页(P197-199)【关键词】镁合金;塑性变形机制;动态再结晶【作者】李立云;曲周德【作者单位】天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室,天津300222;天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室,天津300222【正文语种】中文【中图分类】TG146.20 引言镁合金以其低密度、高比强度和比刚度、良好的减震性和导热性、绝佳的电磁屏蔽性、易切削、易回收等优点，被誉为“21世纪绿色工程结构材料”［2］。
