鎂合金強(qiáng)韌化熱處理工藝研究.pdf

1、由于鎂合金材料密度低，且具有較佳的比強(qiáng)度、比剛性、切削性、減振性以及易于回收等特性，被廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車和武器裝備的結(jié)構(gòu)件上，以減輕重量，減少耗油，提高綜合性能。目前鎂合金工件的生產(chǎn)技術(shù)仍是以鑄造為主，因?yàn)閼?yīng)用鑄造方法可以制造出尺寸穩(wěn)定的復(fù)雜工件幾何，同時(shí)也具有較高的加工性能。然而，以鑄造方法制備的鎂合金材料不夠密實(shí)，易有孔洞形成，造成疲勞強(qiáng)度不足，并不適用于重要的安全結(jié)構(gòu)件上。通過擠壓、鍛造以及軋制等塑性變形，可以使鎂合金具有

2、比鑄造合金更高的力學(xué)性能。同時(shí)，通過后續(xù)的熱處理還可使其性能得到進(jìn)一步的改善和提高，以滿足更多結(jié)構(gòu)材料性能的要求。本文選擇AZ31變形鎂合金，用電磁連鑄方法制備了鎂合金電磁連鑄錠，并對(duì)其進(jìn)行了擠壓和熱處理強(qiáng)化處理，探討其組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能之間的關(guān)系，以期得到最佳的強(qiáng)韌化組合。 本文設(shè)計(jì)、改裝了適合于鎂合金的電磁連鑄成型系統(tǒng)與保護(hù)系統(tǒng)。在經(jīng)過多次的鎂合金電磁連鑄實(shí)驗(yàn)后，確定出本實(shí)驗(yàn)條件下較為合適的工藝參數(shù)：電源頻率2500Hz，功

3、率10kW；澆注溫度700～710℃；液面控制在感應(yīng)線圈上沿±2mm處，冷卻水量為1.0m3/h，并在此參數(shù)下得到了質(zhì)量較好的鎂合金鑄錠。在磁場作用下，軟接觸電磁連鑄鑄錠具有細(xì)小、均勻的顯微組織，β相析出減少，并呈現(xiàn)彌散分布的形式。軟接觸電磁連鑄錠與普通連鑄錠相比較，硬度、抗拉強(qiáng)度、沖擊吸收功和延伸率分別提高了11％，14.8％，24.5％和71.5％。斷口形貌顯示軟接觸連鑄錠具有更多的韌性斷裂特征。對(duì)未擠壓電磁連鑄錠進(jìn)行了熱處理，結(jié)果

4、表明：固溶處理后，鎂合金鑄錠的韌性以及硬度有所上升;時(shí)效處理后，鑄錠的韌性有所下降，硬度有所上升；在410℃固溶12h下得到了較優(yōu)化的強(qiáng)韌性組合，鑄錠的沖擊吸收功和硬度值分別達(dá)到3.75J和51.60HB。對(duì)電磁連鑄錠進(jìn)行了擠壓處理，擠壓后棒材尺寸為110×φ25mm，并對(duì)擠壓后電磁連鑄錠進(jìn)行了熱處理，結(jié)果表明：鑄錠擠壓后硬度和抗拉強(qiáng)度分別提高了16.2％和35.0％，而延伸率有所下降，較擠壓前降低了3.7％；T4處理后，隨著保溫時(shí)間的

5、增加，擠壓錠硬度呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì)，且隨著保溫溫度的增加，硬度呈下降趨勢(shì)；T5處理后，隨著保溫時(shí)間的增加，擠壓錠硬度呈現(xiàn)出先增加后降低，然后保持穩(wěn)定的趨勢(shì)；T6處理后，隨著固溶溫度的升高，擠壓錠硬度呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。在相同的固溶處理溫度下，硬度基本隨著時(shí)效溫度的增加而增加：360℃固溶12h和170℃時(shí)效6h的力學(xué)性能較熱處理前呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，固溶處理和時(shí)效處理下抗拉強(qiáng)度分別下降了2.1％和7.6％，延伸率分別下降了47.3％和4