耐熱鎂合金連續(xù)變通道直接擠壓成形規(guī)律研究.pdf

1、隨著航空航天和汽車等領(lǐng)域?qū)p量化需求的日益漸增，鎂合金作為目前可應(yīng)用的最輕金屬結(jié)構(gòu)材料，擁有廣闊的應(yīng)用前景。但密排六方的晶體結(jié)構(gòu)，使鎂合金在常溫下的滑移系較少，表現(xiàn)為塑性變形能力較差，不利于加工及成形。目前大塑性變形技術(shù)已被證實是鎂合金晶粒細(xì)化、改善組織均勻性及提高綜合性能的重要途徑之一。但傳統(tǒng)大塑性變形技術(shù)通常需要反復(fù)、多次加載或處理才能達到預(yù)期效果，工序復(fù)雜、周期長且更難于實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用等瓶頸問題凸現(xiàn)出來。
　　為此，本文提出

2、了一種可將細(xì)晶制備工序融入到擠壓工藝中的新技術(shù)——連續(xù)變通道直接擠壓法。該方法通過在坯料和芯模之間增設(shè)一定數(shù)量及結(jié)構(gòu)的過渡模而形成一個連續(xù)變化曲率的型腔通道，金屬流經(jīng)時受到類似“鐓-拔-鐓”的持續(xù)加載變形作用，劇烈剪切變形可使微觀組織形貌和力學(xué)性能發(fā)生改變，在單道次內(nèi)即可實現(xiàn)對擠出制品形/性的一體化調(diào)控。
　　首先，研究了連續(xù)變通道直接擠壓原理及工藝特點，以此為依據(jù)，設(shè)計和研制出所需的過渡模結(jié)構(gòu)及形式，推導(dǎo)并建立了N階過渡模的連續(xù)

3、變通道直接擠壓通用的累積應(yīng)變量理論計算模型，證明了此技術(shù)在總擠壓比不變情況下增加累積應(yīng)變量的可行性；隨后，以耐熱鎂合金 ZM6為例，采用數(shù)值模擬和工藝實驗相結(jié)合方法，經(jīng)過渡模數(shù)量及結(jié)構(gòu)對連續(xù)變通道直接擠壓過程影響的研究結(jié)果表明，與常規(guī)擠壓相比，增設(shè)過渡模擠壓后連續(xù)的剪切變形使擠后制品的動態(tài)再結(jié)晶進行更加充分，達到深度細(xì)化晶粒尺寸的實效，抗拉強度也隨之提高，擠出金屬的變形流動均勻性明顯改善，并降低了產(chǎn)生表面開裂缺陷可能性；通過不同過渡模結(jié)

4、構(gòu)及組合模式的調(diào)整可深度挖掘擠壓工藝的細(xì)晶強化能力，如過渡模尺寸或模角等結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理時，在變通道型腔內(nèi)側(cè)易存在死區(qū)缺陷，這使相應(yīng)階段的實際變形量與較理論計算值要小些。
　　最后，研究了鑄態(tài)和擠壓態(tài) ZM6鎂合金連續(xù)變通道直接擠壓后，分別進行固溶、時效及固溶時效處理后微觀組織演變規(guī)律的研究結(jié)果表明，擠壓態(tài) ZM6經(jīng)時效處理后，在晶粒內(nèi)部逐漸有連續(xù)析出相產(chǎn)生，并隨著時效時間逐漸增多；而在固溶時效處理后，晶粒尺寸則明顯增大。而隨時間的