镁合金铸态和挤压态组织观察实验指导书

镁合金挤压织构镁合金是一种重要的结构材料，在各个领域都有广泛的应用。

本文将从镁合金的制备方法、挤压工艺和织构特性等方面进行探讨，并对其优缺点进行评估。

一、镁合金的制备方法镁合金的制备方法主要有熔融法和粉末冶金法两种。

1. 熔融法：熔融法是将镁和其他合金元素加热至其熔点以上，然后通过混合、合金化和冷却等工艺步骤得到镁合金。

这种方法适用于制备大规模和复杂形状的零件，但成本较高。

2. 粉末冶金法：粉末冶金法是将镁和其他合金元素的粉末混合，并通过压制和烧结等工艺步骤得到镁合金。

这种方法具有较好的形貌和尺寸控制能力，适用于制备高纯度和复杂形状的零件。

二、镁合金的挤压工艺挤压是一种常用的镁合金加工方法，它通过将镁合金坯料推入模具中，通过模具的空间限制来获得所需形状的零件。

挤压工艺具有简单、高效、节能等优点，可制备大批量、高强度和高精度的镁合金零件。

1. 挤压过程：挤压包括预变形、热挤压和冷挤压三个步骤。

预变形是通过热轧、酸洗等工艺将原始镁合金坯料进行塑性变形，以增加其可挤压性。

热挤压是将预变形的坯料加热至挤压温度，然后通过挤压机械将坯料挤压成所需形状。

冷挤压是将热挤压得到的坯料在室温下进行进一步挤压和整形。

2. 挤压参数：挤压参数对镁合金的织构、力学性能和表面质量等有着重要影响。

主要包括挤压温度、挤压速度、挤压比例和挤压模具布局等。

三、镁合金的织构特性织构是指材料的晶粒方向和分布的有序性。

镁合金的织构特性会影响其力学性能、塑性变形和腐蚀行为等。

主要有以下几种类型的织构：1. 基体织构：镁合金的基体织构主要取决于合金元素类型和含量、加工工艺和热处理条件等。

常见的基体织构有强材织构和弱材织构等。

2. 绕组织织构：镁合金在挤压过程中，由于晶粒在挤压方向上的流动，会导致晶粒绕组织织构的形成。

这种织构会影响镁合金的力学性能和塑性变形行为。

3. 易位织构：易位织构是指由于位错运动和晶粒滑移导致的晶粒方向发生变化。

易位织构会影响镁合金的蠕变行为和高温强度等。

随温度降低而降低。如有一Ｂ含量大于Ｂ。的合
ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｙ ｈａｖｅ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｅｘｌｎｌｄａｂｉｌｉｔｙ ｗｈｅｎ ｈｅａｔｅｄ ｔｏ ２３０＂Ｃｏｒ ｈｉｇｈｅｒ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅ ｅｘｔｒＢｄｅｄ ｒｏｄｓ ｅｎｄ ｂａｒｓ ｈａｖｅ ｇｏｏｄ ｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄ
20030305
沈阳工业大学硕士学位论文
摘要
本文研究了ＡＺ９１、ＡＺ６１及几种含锆镁合金的挤压性能，结果表明尽管镁合金具有 密排六方结构，室温下滑移系较少，塑性较差，但在加热到２３０℃以上时仍表现出良好 的可挤压性。在本实验参数下，挤压出的杆材和板材表面良好，尺寸符合设计要求。
本文对挤压态镁合金杆材和板材进行了热处理，然后做了显微组织分析和力学性能 测试。结果表明挤压后的镁合金综合力学性能明显高于铸态，抗拉强度较铸态提高 ５０ＭＰａ以上，屈服强度提高３０ＭＰａ以上。延伸率提高５％以上：挤压后的镁合金显微组织 均匀细小，平均晶粒度在１５ ｐ ｍ以下，而挤压前的铸态组织晶粒度在８０ ｕ ｍ以上：热处 理对挤压态镁合金力学性能的影响因合金牌号不同而不同，对于ＡＺ９１板材而言，Ｔ４、 Ｔ６处理均降低其力学性能，挤压后Ｆ态性能最佳，而其它几种含锆合金Ｔ６态要好于Ｆ 态：断口分析表明ＡＺ６１板材的横向拉伸断口与纵向断口形貌有很大不同，横向断口韧 窝呈细条状，而纵向断口呈大小和深浅不一的圆形韧窝，这种断口形貌的差异证明材料 在挤压过程中晶粒有择优取向。其它几种镁合金挤压态断口皆表现为韧性断裂的特征， 室温断口与高温断口特征基本相同，分析表明由于挤压态镁合金室温塑性已经很好，所 以尽管高温下镁合金塑性进一步提高，但断口特征较室温下并无明显变化。

实验一有色合金显微组织观察与分析一、实验目的1. 观察常见的铝合金、铜合金、镁合金及轴承合金等有色金属试样的显微组织特征。

2. 了解有色金属中合金元素对其组织和性能的影响。

二、实验说明（一）铝合金1．铸造铝合金：应用最广泛的铸造铝合金为含有大量硅的铝合金，即所谓硅铝合金。

典型的硅铝合金牌号为ZL102，含硅11～13%，在共晶成分附近，因而具有优良的铸造性能——流动性好，铸件致密，不容易产生铸造裂纹。

铸造后几乎全部得到共晶组织即粗大灰色针状的共晶硅分布在白亮色的α-Al固溶体基体上，这种粗大的针状硅晶体严重降低合金的塑性，因此通常在浇铸时向合金溶液中加入2～3%的变质剂，进行变质处理，合金共晶点向右移，原来的合金变成亚共晶，其组织为枝晶状初生α固溶体（白亮色）+细的（α+Si）共晶体（黑色），如图1-1所示，从而提高合金强度和塑性。

（a）未经变质处理（b）变质处理图1-1 铸造铝合金（ZL102）的显微组织500X2．形变铝合金：硬铝是Al-Cu-Mg系合金，是重要的形变铝合金，具有强烈的时效强化作用，经时效处理后具有很高的硬度、强度，故而称Al-Cu-Mg系合金为硬铝合金。

在Al-Cu-Mg系中，形成了CuAl2（θ相）、CuMgAl2（S相），这两个相在加热时均能溶入合金的固溶体内，并在随后的时效热处理过程中通过形成“富集区”、“过渡相”而使合金达到强化。

如图1-2所示。

（a）铸态（b）时效板材图1-2 硬铝（ZL12）的显微组织 100X（二）铜合金1. 普通黄铜普通黄金是Cu-Zn合金，其含锌量均在45%以下，根据Cu-Zn合金状态图，含锌量在32%以下的黄铜（如H80、H70）为α相固溶体的单相组织；而含锌量在32~45%之间的黄铜（H62、H59）则为（α+β）两相组织。

（1）α单相黄铜：含锌在36%以下的黄铜属单相α固溶体，典型牌号有H70。

铸态组织为α固溶体呈树枝状，经变形和再结晶退火，其组织为多边形晶粒，有退火孪晶。

镁合金挤压剪切复合变形的组织与性能研究的开题
报告
一、研究背景
随着工业化进程的加速，镁合金作为一种新型轻质材料，受到了广
泛关注。

但是，镁合金的塑性变形能力比较差，制约了其在工业领域的
应用。

因此，如何提高镁合金的塑性变形能力，是当前镁合金研究领域
的热点问题。

目前，已有许多研究证实，通过挤压剪切复合变形可以明显提高镁
合金的塑性变形能力。

同时，该方法还可以使材料组织均匀化、晶粒细
化和生成高密度的位错和转角。

但是，目前对于镁合金挤压剪切复合变
形机理的研究仍然不够深入，且对于材料的微观组织与力学性能的研究
也没有得到充分的探究。

二、研究内容
本研究拟选取常用的AZ31B镁合金为研究对象，以挤压剪切复合变形工艺为手段，对镁合金的组织与性能进行研究。

具体内容如下：
1. 选择合适的挤压剪切复合变形工艺参数，并对制样过程进行优化。

2. 利用金相显微镜和透射电子显微镜等手段，对材料的微观组织、
晶粒细化和位错等进行定量和定性的表征。

3. 利用万能试验机和硬度计等手段，对材料的力学性能进行测试和
分析，并探究材料力学性能与微观组织的关系。

4. 将研究结果与传统热加工方法制备的镁合金材料进行对比，评估
挤压剪切复合变形工艺的优越性。

三、研究意义
本研究将有助于深入探究镁合金挤压剪切复合变形的机理，揭示其对材料组织和性能的影响规律，并为探究新型轻质合金材料的制备及应用提供理论和实验基础。

同时，研究结果还可以为工业领域的轻量化设计提供新思路和新材料。

铸态az31b镁合金热压缩实验研究
本文旨在研究铸态AZ31B镁合金的热压缩性能。

该实验采用试样加热至不同温度(250℃、300℃、350℃)后，在约定应变速率(0.1/s、0.01/s)下进行热压缩实验。

通过实验得到的压缩应力-应变曲线，结合金相分析和显微组织观察，分析了铸态AZ31B镁合金的高温形变行为及其影响因素。

实验结果表明，试样温度与应变速率对铸态AZ31B镁合金的流变行为均有较大影响。

在温度和应变速率不断升高的情况下，铸态AZ31B 镁合金的屈服强度、流变应力和应变硬化能力均呈现出明显增加的趋势；而延伸率则呈下降趋势。

此外，金相分析还发现，铸态AZ31B镁合金在高温下易发生晶粒长大现象，这也对其高温形变行为产生了一定的影响。

综上所述，铸态AZ31B镁合金在高温下具有较好的可塑性和形变能力，但在高温条件下其晶粒会发生明显的长大现象。

因此，在实际生产中需注意合理控制加热温度和应变速率等参数，以保证该合金在高温下具有良好的力学性能。

a nd Micros tructure Obs e rva tion During S olidifica tion of
AZ80 Ma gne s ium Alloy
AI Xiu-la n, YANG J un, QUAN Ga o-fe ng （Lia oning Ke y Ma te ria l La bora tory for Ra ilwa y, Da lia n J ia otong Unive rs ity,
·482·
ห้องสมุดไป่ตู้
铸造
FOUNDRY
Ma y 2009 Vol.58 No.5
镁合金AZ80的差热分析及凝固组织观察
艾秀兰，杨 军，权高峰
（大连交通大学辽宁省轨道交通关键材料重点实验室，辽宁大连 116028）
摘要：利用差热分析 （DSC） 和在不同温度下加热-急冷，并结合金相组织观察方法研究AZ80镁合金的凝固相变温度及
关键词：AZ80镁合金；差热分析；凝固组织演变 中图分类号：TG146.2+2 文献标识码：A 文章编号：1001-4977 （2009） 05-0482-04
Diffe re ntia l The rma l Ana lys is Diffe re ntia l S ca nning Ca lorime try
共同组成。而从430 ℃急冷到室温所得试样的金相组织 中可看到，α （Mg） 固溶体尺寸变大，且在其周围有一 些黑白相间的组织，这是未完全熔化的离异共晶，有的 α已被打碎，表明此温度下β已开始熔化。加热温度继续 升高，从440 ℃急冷到室温得到的试样金相组织中α （Mg） 固溶体周围的黑白相间的细枝晶组织增多 （图 2c）。从以上显微组织的观察可知，430 ℃已经进入共晶 反应温度阶段，也即开始熔化温度。发生以上变化主要 原因是，温度低于共晶熔化温度时，主要是离异共晶中 的β相向基体组织的扩散溶解；当温度达到共晶熔化温 度时，扩散剩余的低熔点共晶组织首先发生熔化，并强 化了液固相界面处的溶质扩散，造成固相表面与已熔化 的共晶组织成分接近。这种扩散的结果导致固相表面的 熔点降低，同时也使固相表面处本来就不稳定的原子获 得足够的能量向液相中迁移；加热温度高于共晶熔化温 度时，扩散更容易进行，枝晶或固相颗粒在已形成的液 相的侵蚀或熔渗作用下开始熔化或分离成“岛”状颗粒 悬浮在液相中。另外，在相变驱动力作用下，固相枝晶 根部或其他固相晶粒组织凸起部分的熔点低于固相其他 部分，因此被液相侵蚀溶解 （熔渗），并且枝晶根部极有 可能被熔断，形成细小的悬浮固相颗粒[8]。

ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ． Ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｐａｒｔ，ｔｈｅ ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＡＺ３ １ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ
ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＦＥＭ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ。Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｏｕｔｌｅｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ４５５℃ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｒａｍ ｓｐｅｅｄ．Ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｓｔｒａｉｎ ｉｓ ｓｔｅａｄｙ ｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｃｙｃｌｅ ｏｆ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｕｓ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ．Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｌｏａｄ ｃａｎ ｂｅ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｐｅｒｍｉｔ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｆｕｒｔｈｅｒ，ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ ｏｆ ｍｏｌｄ ｍａｘｉｍｕｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｔｒｅｓｓ，ｓｔｒａｉｎ
论文证实了模拟挤压实验的有效性、可靠性，得出了模拟挤压实验对镁合金 结构件研发和推广都有十分重要作用的结论，模拟实验能够为镁合金产品研发和 推广缩短时间、降低成本，模拟实验的工艺参数，能够为实际所应用，或为实际 应用提供有实际价值的参考。
关键词：镁合金；模拟挤压；ＤＥＦＯＲＭ：有限元分析
Ⅱ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
本文第二部分对ＡＺ３ｌ镁合金十字型材等温挤压进行了模拟和实验研究。在 实验过程中，通过控制挤压机的挤压速度使模具出口温度恒定在４５５℃左右。在 等温挤压全过程中，应力、应变分布有规则，且比较稳定，从而保证了挤压过程 中制品前后组织性能的均一性。通过和实验验证相比较发现，该模拟真实地反映 了等温挤压过程中挤压力随行程变化趋势。同时预测出了坯料和模具温度、应力、 应变在挤压变形过程中分布和变化情况，为研究ＡＺ３１镁合金等温挤压内部金属 流动规律以及制订实际挤压工艺提供依据。对比等速挤压，等温挤压在较大的挤 压速度下实现了挤压出口温度恒定，在保证制品沿长度方向的组织性能和尺寸精 度稳定的同时，提高了挤压的效率。

镁合金（Mg-8Al-xCa-1Sr-0.5Mn)实验方案
X=1, 2, 4, 6
第一阶段：（了解镁合金）（10天）
1、查找资料，阅读文献，完成绪论。

2、翻译一篇英文文献。

第二阶段：（课题试验）（10天）
1、磨试样2块（铸态：C；热处理态：H）
粗磨——细磨——抛光——腐蚀
2、照金相组织（x50,x100,x200，x500)
每个放大倍数拍照5张，选取典型组织。

3、SEM扫描（拍照3张）
第三阶段：完成论文第一章（7天）
1、磨挤压试样1块（挤压态：E）
2、照金相组织：（x50,x100,x200，x500)拍照5张
3、SEM扫描（拍照3张）
第四阶段：时效处理（15天）
1、观察分析挤压组织与铸态，热处理态组织，得出结论。

2、对挤压试样进行时效处理（三种处理方案：温度：170℃;时效时间：6h，18h，
30h；标号A1，A2, A3）
3 、对三种试验做硬度试验测试，得出硬度最大试样，Ax。

将Ax试样做拉伸片
（2个），同时，磨Ax试样1块。

4、对试样Ax照金相组织，SEM扫描图；同时对拉伸断口照SEM扫描图
第五阶段：完成毕业论文并进行答辩。

１ 试验材料和方法
１．１ 试验材料及试样获取 ＡＺ９１Ｄ 镁 合 金 由 于 具 有 良 好 的 可 铸 造 性 及 较 好 的
力学性能， 是目前工业中最常用的铸造镁合金之一。 本文选用ＡＺ９１Ｄ镁合金作为试验材料 。该合金的成分 （ 质 量 分 数） 为 ： ８．３％ ￣９．７％ Ａｌ， ０．１５％ ￣０．５０％ Ｍｎ， ０．３５％ ￣１．０％ Ｚｎ， Ｓｉ＜０．１０％ ， Ｃｕ＜０．０３％ ， Ｎｉ＜０．００２％ ， Ｆｅ＜０．００５％， Ｍｇ余量。
பைடு நூலகம்
法， 尝试了两种腐蚀剂， 其配方如下［３－４］： 一号腐蚀剂， ０．７ ｍＬ磷酸， ４￣６ ｇ苦味酸， １００ ｍＬ无水乙醇； 二号腐 蚀剂， １￣５ ｍＬ硝酸， １００ ｍＬ无水乙醇。分别在上述腐 蚀液中浸蚀样品１０￣２０ ｓ、２０￣４５ ｓ， 最后在酒精中清洗 并吹干试样。另一种为新报道的腐蚀方法［８］， 腐蚀剂的 配 方 为 ： １ ｍＬ冰 醋 酸 ， ５０ ｍＬ水 ， １５０ ｍＬ无 水 乙 醇 。 采用该腐蚀剂时， 由于冰醋酸容易挥发而导致腐蚀液 成分变化， 故腐蚀时腐蚀剂最好采用新配制的。腐蚀 方法是将抛光的试样浸入室温下的腐蚀液中， 并轻轻 摇动６０￣９０ ｓ， 随后立即用无水乙醇清洗并吹干。试验 过程中发现， 在吹干试样的过程中， 潮湿温热的空气 有助于提高晶粒之间的对比度。试样腐蚀表面在吹干 过程中变白， 这一变化过程非常明显。文献［８］的研究 证明， 这个过程中试样腐蚀表面有膜形成。试验过程 中还发现， 对于晶粒度较大的试样， 在日光下观察吹 干后的腐蚀面， 有非常明显的块状斑。试样腐蚀和观 察可以允许较长的时间间隔， 因为腐蚀后的试样表面 和环境之间的反应较缓慢， 不会降低腐蚀后试样晶粒 间的对比度。 １．４ 金相观察

AZ91镁合金型材挤压工艺研究①杨忠旺,陈振华,夏伟军,陈　鼎(湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410082)摘　要:采用自行设计的平面分流挤压模,研究了铸锭固溶处理、挤压温度和挤压速度等工艺参数对AZ91镁合金型材成形性能的影响规律。

研究结果表明,铸锭固溶处理可消除铸造组织中的枝晶偏析,减少析出相的数量并使其由片状连续网状分布变为点状随机分布,合适的固溶温度为460℃,固溶时间10～15h 。

挤压温度和挤压速度是影响镁合金型材挤压成形的关键工艺参数,AZ91镁合金型材的合适挤压温度为380℃左右,挤压速度为5mm /s,此时型材表面光滑且焊合良好。

关键词:AZ91镁合金;型材;固溶处理;挤压温度中图分类号:TG146.22文献标识码:A文章编号:0253-6099(2008)03-0099-03Study on Extrusi on Techn i ques for AZ 91Magnesi u m Alloy ProfilesY ANG Zhong 2wang,CHE N Zhen 2hua,X I A W ei 2jun,CHE N D ing(School of M ateria ls Science and Engineering,Hunan U niversity,Changsha 410082,Hunan,Ch ina )Abstract:The effects of extrusi on para meters including s oluti on treat m ent and extrusi on te mperature and s peed on the for mability of AZ91magnesium all oy p r ofiles were investigated using self 2designed porthole die .The results revealed that the s oluti on treat m ent could eli m inate dendritic segregati on in the cast structure and induce the change of p reci p itated phase fr om continuous net w ork t o dis persed particles .The p r oper te mperature and ti m e f or s oluti on treat m ent were 460℃and 10～15hours,res pectively .The extrusi on te mperature and s peed were the key para meters for the p reparati on ofAZ91magnesiu m p r ofiles .The op ti m ized values were 380℃and 5mm /s,res pectively .Key words:AZ91magnesium;p r ofiles;s oluti on treat m ent;extrusi on te mperature 镁合金型材具有十分重要的工业应用价值。

Zn
Y
Nd
Sn
Zr
Ca
Mg
2
2
0. 5
0. 5
0. 3
0. 05 94. 65
1. 2 铸造工艺
试验合金在 SG22715210 型坩埚电阻炉中熔炼并
通入氩气进行 ,待所有合金熔化完全后 ,用 HG镁合金
精炼剂精炼 15 m in后进行浇铸 。合金熔炼温度控制
在 770℃～790℃之间 ,浇铸温度控制在 710℃～720℃ 之间 ,浇铸到 Φ 16 mm ×150 mm 的金属型模具中 ,得
稀土元素在铸造镁合金中具有净化合金 ,变质组 织 ,细化晶粒 ,改善合金铸造性能 ,提高镁合金的力学 性能的作用 ,同时起到除渣 、除气的作用 。这是因为 稀土元素与镁合金结晶温度范围小 ,形成了简单的共 晶体系和低熔点共晶体 ,因而具有良好的铸造流动 性 [ 6, 7 ] 。合金的流动性增加 ,疏松 、热裂倾向减小 。更 为重要的是 ,M g2Zn合金中添加稀土元素是提高热强 性的有效途径 ,如加入稀土元素 Y强度大大提高 ,腐 蚀性能也得到改善 [ 8, 9 ] 。这方面的研究日益引起了人 们的重 视 , 因 而 发 展 了 M g2Zn2RE 合 金 。本 文 研 究 ZW 22镁合金的组织及相变情况 ,为新型 M g2Zn2RE系 镁合金的进一步研究开发与生产应用提供理论依据 。
第 39卷 第 3期 2010年 6月
有色金属加工
NON FERROU S M E TALS PRO C ES S IN G
Vo l139 No13 J une 2010
新型镁合金 ZW22的组织及相分析
张大华 1 ,张丽婷 2
(1. 兰州理工大学 甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室 ,甘肃 兰州 730050; 2. 新乡学院 ,河南 新乡 453003)

AZ31镁合金挤压成形微观组织演化的试验研究与数值模拟一、概述镁合金作为轻质、高强度的材料，在航空航天、汽车制造和电子产品等多个领域具有广泛的应用前景。

镁合金在成形过程中存在固有的缺陷和较低的力学性能，限制了其应用范围。

随着挤压成形技术的不断发展，通过改变模具结构、坏料形状及润滑条件等参数，可以有效地改善镁合金的成形性能并扩大其应用领域。

为了更深入地了解镁合金挤压成形过程中的微观组织演化行为，本文采用实验研究方法与数值模拟相结合的方式，系统地对AZ31镁合金的挤压成形微观组织演化进行了研究。

通过对实验数据进行数值模拟，旨在揭示挤压温度、应变速率和变形速度等工艺参数对微观组织演化的影响规律，并建立相应的本构模型。

研究结果有助于优化镁合金挤压成形工艺，指导实际生产。

1. 镁合金的应用及重要性随着科技的进步和工业的发展，对金属材料的需求日益增长，特别是高性能轻质合金材料。

镁合金作为轻质、高强度、优良的导电和导热性能于一体的轻质合金，在航空、航天、汽车制造、电池工业及通讯等领域具有广泛的应用前景和战略意义。

镁合金的应用不仅可以降低对石油资源的依赖，减少环境污染，而且能够提高相关产品的性能和使用寿命，因此研究镁合金的应用及重要性显得尤为重要。

在众多的轻质合金中，镁合金以其低密度、高比强度和刚度、优异的减震性能以及良好的电磁屏蔽性能等优点，受到广泛关注。

特别是在航空航天领域，采用镁合金可以大幅减轻飞行器的重量，提高燃油经济性和运载能力。

在汽车制造业中，镁合金的应用则有助于提高汽车的工作效率、降低能耗以及环保减排。

镁合金在电子器件、电池和通讯器材等领域的应用也都展现出巨大的市场潜力和发展前景。

镁合金在加工过程中也存在一些挑战，如流动性差、难以热处理强化等，这些因素限制了镁合金在一些领域的广泛应用。

深入研究镁合金挤压成形过程中的微观组织演化规律，对于揭示其塑性变形机制和提高镁合金的综合性能具有重要意义。

镁合金作为一种具有广泛应用前景和重要价值的轻质合金材料，其研究不仅有助于推动相关领域的技术进步，还可为国家的战略发展提供有力支持。

镁合金铸态和挤压态组织观察的操作及组织观察一、实验目的1掌握镁合金组织金相制作的方法2了解镁合金的显微组织特征二、概述镁合金的密度是钢的23％，铝的67％，塑料的170％，是金属结构材料中最轻的金属，镁合金的屈服强度与铝合金大体相当，只稍低于碳钢，是塑料的4~5倍，其弹性模量更远远高于塑料，是它的二十多倍，因此在相同的强度和刚度情况下，用镁合金做结构件可以大大减轻零件重量，这点对航空工业，汽车工业，手提电子器材均有重要意义。

镁合金是以金属镁为基，通过添加一些合金元素形成的合金系，通常可分为二元、三元及多组元系合金。

二元系如Mg-Al，Mg-Zn，Mg-Mn，Mg-RE，Mg-Zr等；三元系如Mg-Al-Zn，Mg-Al-Si，Mg-Al-RE等；多元系如Mg-Th-Zn-Zr，Mg-Ag-Th-RE-Zr等。

因为大多数合金含有不止一种合金元素，所以实际上为了分析问题方便，也为了简化和突出合金中最主要的合金元素，习惯上依据镁与其中的一个主要合金元素，将其划分为二元合金系。

对于AZ31镁合金的腐蚀，早期的研究主要集中在合金元素对腐蚀性能的影响上。

近几年来随着加工及表面处理技术的进步，合金耐蚀性的研究越来越集中在通过新型的加工技术（如快速凝固技术、半固态成型技术等）和表面处理技术（如化学转化、阳极氧化、微弧氧化等）来直接或间接的提高AZ31镁合金的耐蚀性能。

总而言之提高合金耐蚀性的途径主要从以下几个方面入手：减少镁合金杂质含量，提高镁合金的纯度；采用快速凝固、热处理与合金化改性等方法细化合金组织，使成分均匀化。

因此，了解镁合金组织，对于提高镁合金质量、防止镁合金腐蚀有重要的意义。

三、铸态镁合金的组织AZ31镁合金属于典型的亚共晶合金，其凝固区间约为60℃，铸造过程中凝固时间短，冷却速度快，因此无论采用何种方式，其凝固收缩均难以补偿，加之Al元素在镁合金中的扩散速度极慢，凝固过程十分复杂，而镁合金组成相的含量、分布、形态、成分等因素与合金的腐蚀性能密切相关。

ZK60镁合金等温挤压成形及组织性能变化规律研究的开题报告一、选题背景与意义镁合金作为一种轻质高强材料，应用广泛。

其中ZK60镁合金具有高强度、优异的综合性能和良好的变形加工性能，在航空、航天、汽车、铁路、船舶等领域得到广泛应用。

但是，镁合金在加工过程中易发生变形失稳，导致成形性能不佳。

因此，在镁合金成形加工工艺研究方面，有必要针对镁合金的特性和缺陷，探究其成形加工特性以及材料组织性能变化规律。

二、研究目的和内容本研究旨在通过等温挤压成形和组织性能变化规律的研究，探究ZK60镁合金的成形加工特性及其组织性能变化机理。

具体研究内容包括：1. 采用等温挤压成形工艺，研究ZK60镁合金在不同温度下的成形加工特性变化规律。

2. 通过金相显微镜、扫描电镜等手段，分析ZK60镁合金在加工过程中组织性能的变化规律。

3. 针对不同工艺参数和加工温度下的ZK60镁合金材料组织性能，进行力学性能测试和分析。

三、研究方法和技术路线1. 初步确定ZK60镁合金的组织结构和成分。

2. 设计和优化等温挤压工艺方案，其主要步骤为：（1）选择不同温度、应变速率下的等温挤压试验方案，确定最佳成形工艺参数；（2）对加工过程进行现场观测和数据采集，分析加工过程中的特点及其对材料组织性能的影响；（3）通过金相显微镜、扫描电镜等手段，分析ZK60镁合金在等温挤压加工过程中的组织性能变化规律。

3. 对不同工艺参数和加工温度下的ZK60镁合金进行力学性能测试，并分析其力学性能变化规律。

四、预期成果通过研究ZK60镁合金的等温挤压成形和组织性能变化规律，可以获得以下预期成果：1. 建立ZK60镁合金等温挤压成形的数学模型，通过仿真计算，预测其成形加工特性等参数。

2. 探究等温挤压成形过程中ZK60镁合金组织性能的变化规律，并对其进行详细分析。

3. 系统地研究ZK60镁合金在不同工艺参数和加工温度下的力学性能变化规律。

4. 给出ZK60镁合金在等温挤压成形中最佳工艺参数，为该材料在航空、航天、汽车、铁路、船舶等领域的应用提供参考。

挤压铸造zx60镁合金组织和力学性能研究
本文研究了使用挤压铸造技术铸造zx60镁合金的组织和力学性能。

主要研究内容如下：
一、挤压铸造ZX60镁合金组织
1. 组织特征：采用扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对挤压铸造的ZX60镁合金组织进行了研究，结果表明，挤压铸造的ZX60镁合金主要由大量耐磨性良好的α-Mg和粒细小的碳化物矿物组成，其中α-Mg居主导地位，碳化物矿物颗粒相对均匀，整体组织明显比普通铸件结晶粒细小，达到了晶间枝晶的组织特征。

2. 组织气孔：在浇铸过程中，气体的脱附、空气的压力以及模具的热胀冷缩作用，会在镁合金内产生大量的气孔，而挤压铸造方法则可以有效消除或最小化模具内部气孔，从而有效改善抗腐蚀性能，使得再结晶温度更低，维护工件表面最佳性能。

二、挤压铸造ZX60镁合金力学性能
1. 硬度：使用室温抗冲击硬度测试，结果表明，挤压铸造的ZX60镁合金硬度约为100 HRB，比普通铸件的硬度要高。

2. 抗拉强度：使用室温抗拉试验，结果表明，挤压铸造的ZX60镁合金抗拉强度约为460MPa，比普通铸件的抗拉强度有所提高。

3. 延伸率：使用室温拉伸试验，结果表明，挤压铸造的ZX60镁合金延伸率约为20%，要高于普通铸件的延伸率。

总之，采用挤压铸造技术生产ZX60镁合金并具有良好的组织和力学性能，是可行的技术。

镁合金压铸手册目录一、前言二、镁合金压铸的安全方面三、压铸镁合金四、镁合金压铸设备五、镁合金熔化和处理六、镁合金压铸模具七、可供选择的工艺八、镁合金的腐蚀、表面处理前言本手册的目的是论述有关镁合金压铸的基础知识，对于不熟悉压铸的读者可以作为入门书，对于有经验的压铸人士，可以参考其中有关的某些信息。

压铸是一种很好的铸造方法，特别适合于全自动，高效率大批量生产，压铸的零件重量从15克到15公斤，零件尺寸的可以接近实际要求，虽然压铸设备的机械和液压零件的基本原理已经利用100多年，压铸工艺仍在快速发展中，现在设备制造商可以供应镁合金，铝合金，锌合金，铜合金全自动压铸机，有的设备制造商全部负责供应包括模具在内的压铸设备，更常见的是压铸厂拥有一系列的压铸机，包括一定范围内不同吨位的压铸机，能够和不同产品的工模式相配合.开发新的应用领域，需要知道有关镁合金的性能，也要知道压铸工艺的限制和优势。

为保证最终产品符合规格和设计出具有最佳铸造性能的模具，产品设计者和模具设计者紧密合作是非常重要的。

开发压铸件需要团队努力，公差是模具成本的一个重要因素，太严格的公差会严重增加模具成本。

最基本的镁合金压铸技术和铝合金相似。

但是必须清楚重要的差别。

主要差别和熔化金属的处理有关，绝对不可以低估这些差别。

镁合金和铝合金具有不同的性能。

要求在压铸参数和模具设计方面作出相应的调整。

二、镁合金压铸的安全方面2.1概述注意安全是镁合金压铸成功运作的前提，在工厂管理系统中应包括如下：●制订安全政策并传达所有员工。

●制订年度安全指标，反应安全方面的连续改善。

●建立系统的安全培训，在引入技术的同时进行安全培训。

●在管理会议上应经常讨论安全问题。

●应评估并记录各种工作中的危险建立各种有风险工作的安全政策。

这些政策应是书面的形式并及时更新。

●应调查所有的事故和过失，应记录本调查结果并有跟进行动。

●工厂就有应急计划并组织应急演习。

●管理者应和员工代表进行安全视察，以更正不安全的操作和环境。

新型镁合金的热变形的组织演变行为实验内容及实验方案一、实验内容：研究新型镁合金的热变形的组织演变行为主要包括以下几个方面：1.确定变形温度和变形速率：根据研究的目的和所研究的镁合金的特性，选择相应的变形温度和变形速率。

2.确定试样形状和尺寸：根据研究的目的和所研究的镁合金的应用场景，确定试样形状和尺寸。

3.热变形实验：通过热压实验或热拉伸实验，对镁合金进行热变形，探究不同变形条件下的组织演变行为。

4.金相显微镜观察：对变形后的试样进行金相显微镜观察，研究试样在不同变形条件下的组织演变行为。

5.组织分析：通过组织分析的方法，如显微硬度测试、扫描电镜观察等，研究试样不同位置的组织特征。

二、实验方案：1.实验材料的准备：选择要研究的新型镁合金，并进行试样的制备。

根据不同变形条件和要研究的组织演变行为，决定试样的尺寸和形状。

3.热变形实验：将试样放置在适当的变形装置中，进行热压实验或热拉伸实验。

在实验过程中，根据所选择的变形温度和变形速率，进行相应的操作和监测。

4.金相显微镜观察：在热变形实验后，将试样取出并进行金相显微镜观察。

首先，对试样进行粗磨、细磨、抛光等处理，然后使用光学显微镜观察试样的组织特点。

5.组织分析：对试样的组织特点进行进一步的分析。

可以使用显微硬度测试仪对不同位置的硬度进行测试，以了解试样的力学性能。

也可以使用扫描电镜观察试样的微观形貌，从而进一步分析试样的组织特征。

6.数据处理和结果分析：将实验中获得的数据进行整理和处理，进行结果分析，得出有关新型镁合金热变形组织演变行为的结论，并与已有的研究结果进行比较和讨论。

三、实验注意事项：1.实验过程中应严格遵循实验室的安全操作规范，做好个人防护措施。

2.实验中所使用的仪器和设备应符合相关的标准或规范要求。

3.实验前应检查和保证实验设备的正常运行和安全性。

4.实验中应注意及时记录和保存实验数据，以免遗失或混淆。

5.在实验结束后，应及时清理实验现场，保持实验设备的整洁和安全。