您所在位置:首页  关于中铸 新闻中心 
兼具高强度和延展性!新工艺制备镁合金!
发布时间:2021-01-05 09:40 点击量:
 

 

于节能和环境保护意识增强,航空航天和汽车应用对轻质部件的要求引起了广泛关注。作为最轻的结构金属材料,镁及其合金凭借其良好的阻尼、高比强度、铸造能力、强电磁屏蔽和良好的可回收性等优异性能,近年来受到日益增加的关注。然而,镁合金通常在室温下具有的低强度和延展性限制了其作为结构部件的应用。因此,学者进行了大量的研究工作来改善其力学性能。

有研究表明,具有超细晶粒(UFG)微观结构的镁合金显示出高强度和延展性的良好结合。到目前为止,严重塑性变形(SPD)工艺被认为是生产UFG材料最重要的方法。报道指出,通过固相扩散工艺实现的晶粒细化可以在不牺牲延展性的情况下提高强度。然而,大多数SPD技术仍处于实验室阶段,不适合工业生产。其中,ARB工艺已被证明是连续制造大块UFG镁合金板材的工业放大中最有前途的SPD技术。由于镁合金薄片的成形性较差,通常采用高于300 ℃的高温来防止轧制过程中边缘开裂的发生。较高的加工温度通常会导致晶粒长大,削弱ARB工艺的晶粒细化效果,限制其广泛应用。

近日,太原科技大学联合重庆大学、太原理工大学以降低挤出模具晶粒长大速率为目的,对AEB工艺进行了人工水冷却,降低挤出模晶粒的生长速率,系统地研究了其微观组织演变和力学性能,并将成果发表于镁合金顶刊《Journal of Magnesium and Alloys》,题为“Improved strength and ductility of AZ31BMg alloy sheets processed by accumulated extrusion bonding with artificial cooling”。文章基于该团队之前的研究提出的一种新的累积挤压连接(AEB)技术并充分利用其过程,进一步集中研究在抑制挤出模具中的晶粒生长。此外,讨论了不同温度下AEB加工的AZ31B镁合金薄片的显微组织特征和力学性能的变化

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jma.2020.06.022

 

文中发现加工温度对显微组织的演变有很大影响。在初始阶段,在150℃和200℃处理的试样中观察到孪晶晶界。处理后,两个试样的微结构通过CDRX工艺连续发展,形成倾斜双峰基底织构。而对于250℃的试样,在挤压初期几乎没有观察到孪晶,但却观察到新的细小晶粒。薄片从挤出模具中挤出后,晶粒长大的同时,尺寸随着挤出温度的升高而增大。


AEBed试样的力学性能有明显的提高。其中,强度的提高


 

为了降低挤晶粒生长的速率,在挤出过程中进行人工冷却。因此,在150℃下加工的试样晶粒可以进一步细化;残余应变没有完全释放,主要分布在细小的晶粒中;随着挤压温度的升高,内部残余应变减小。结果表明,挤压过程中采用人工冷却可以提高力学性能。由于进一步的晶粒细化,AC-150℃试样的屈服强度提高到186 MPa,与未经人工冷却的试样具有几乎相同的延展性。


为研究局部高位错密度对力学性能的影响,对AC-150℃试样进行退火处理。在200℃退火的试样中位错密度的程度降低,获得了最佳的综合力学性能。由于在250℃和300℃退火后的SRX和晶粒生长,局部高位错密度得到缓解,导致强度和延展性降低。

 

 


全国服务热线
了解学习最新的解决方案以及成功案例
请输入您的邮件地址订阅:

快速报价

您的姓名:
电子邮箱:
项目名称:
项目信息: