半連鑄Mg-Zn-Ca合金及其熱擠壓變形行為研究.pdf

1、本文采用半連續(xù)鑄造方法制備了 Mg-4.50wt.％Zn-1.1.3wt.%Ca合金并運(yùn)用Pandat8對(duì)合金的凝固過(guò)程進(jìn)行了模擬計(jì)算。采用不同的擠壓工藝對(duì)鑄態(tài)合金進(jìn)行擠壓，研究了不同初始狀態(tài)、擠壓溫度、擠壓比以及擠壓后熱處理工藝對(duì)合金組織和性能的影響，采用XRD分析了擠壓態(tài)合金的織構(gòu)變化。通過(guò)不同取向拉伸試驗(yàn)，研究了擠壓態(tài)合金的各向異性，并系統(tǒng)分析了其變形機(jī)理。
　　鑄態(tài)合金凝固模擬發(fā)現(xiàn)合金鑄態(tài)時(shí)的主要第二相為Ca2Mg6Zn3

2、相，并且其主要在388℃以L→Ca2Mg6Zn3+α-Mg共晶形式析出。鑄態(tài)合金研究分析表明實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算吻合較好，說(shuō)明Pandat8是鎂合金研究中的一個(gè)強(qiáng)有力的工具。鑄態(tài)合金由于晶粒尺寸較大(80μm)以及第二相沿晶界分布致使合金的力學(xué)性能很差，抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為110MPa和1.6%。
　　不同初始狀態(tài)合金采用相同擠壓工藝進(jìn)行熱擠壓，發(fā)現(xiàn)均勻化處理使合金的成型性能降低，但是促進(jìn)了合金的再結(jié)晶，因此合金均勻化后擠壓其延伸率較

3、高，強(qiáng)度較低。鑄態(tài)合金300℃和350℃擠壓發(fā)現(xiàn)，再結(jié)晶比率隨著擠壓溫度的升高而增大，并因此使擠壓后合金的基面織構(gòu)減弱，從而使350℃擠壓時(shí)強(qiáng)度較低而塑性較高。合金進(jìn)行擠壓比為8和16擠壓時(shí)，發(fā)現(xiàn)擠壓態(tài)合金的基面織構(gòu)強(qiáng)度差別不是很大，但是擠壓比為16合金強(qiáng)度比擠壓比為8合金強(qiáng)度大的多，說(shuō)明基面織構(gòu)不是最為主要的強(qiáng)化機(jī)制，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是晶粒細(xì)化和第二相強(qiáng)化。擠壓態(tài)合金300℃退火處理發(fā)現(xiàn)隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng)，合金發(fā)生了再結(jié)晶，并且

4、由于二次再結(jié)晶而出現(xiàn)十分粗大的晶粒，退火過(guò)程中再結(jié)晶使合金中晶體缺陷以及基面織構(gòu)都得到了弱化，從而使退火態(tài)合金的強(qiáng)度和硬度降低。
　　通過(guò)不同取向拉伸試驗(yàn)研究了擠壓態(tài)合金的各向異性，擠壓態(tài)合金不同取向拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線表現(xiàn)出很大差異，這種差異性產(chǎn)生的主要原因是不同方向拉伸試驗(yàn)時(shí)，合金不同變形機(jī)制引起的，當(dāng)拉伸方向與擠壓方向?yàn)?o和22.5o時(shí)，合金屈服是由于柱面滑移引起的，當(dāng)為45o時(shí)，合金屈服是由基面滑移引起的，當(dāng)為67.5o和9