AZ31_AZ80镁合金累积挤压板材组织及力学性能研究.pdf

中文摘要 摘 要 由于镁合金密度小，比强度及比刚度高，其在汽车、电子和航空航天等领域 得以广泛应用。然而，由于有些镁合金的强度较低，限制其在工程领域进一步应 用。累积挤压技术（Accumulative Extrusion Bonding, AEB ）作为一种新型的加工成 形方法，可通过单道次挤压实现大的变形量。基于此，本文采用 AEB 分别制备出 AZ31 、AZ80 和 AZ31/AZ80 复合板；采用金相显微镜、扫描电子显微镜及拉伸试 验系统地分析了挤压道次、挤压温度对 AEB 板材组织及力学性能的影响。主要结 论如下： ① 经 AEB 制备的AZ31 板材：在 250 ℃时，经 1 道次 AEB 后，晶粒发生动 态再结晶，晶粒得到明显细化；2 道次后，晶粒无进一步细化；当挤压温度增至 300 ℃，晶粒发生轻微粗化。板材的抗拉强度随道次数的增加略有下降，而延伸 率则略有提高，其中，在 250 ℃时，经 1 道次 AEB 的板材综合性能最优，其屈服 强度、抗拉强度和延伸率相比母材分别提升了 3.4%、13.2%和 10.3%，其良好的力 学性能主要归因于细晶强化。当温度提高到 300 ℃时，1 道次挤压板材的强度降 低，而延伸率达到最大值 19.4%。 ② 经 AEB 制备的 AZ80 板材：在 250 ℃时，经 1 道次后，晶粒明显细化， 而道次数对晶粒尺寸影响不大；当挤压温度提升至 300 ℃，晶粒长大明显。板材 的抗拉强度和延伸率随道次数的增加有所提升，其中，在 250 ℃下，经 1 道次 AEB 时，抗拉强度和延伸率分别相比母材提升了 9.5%、和 16.7% ；2 道次时，较母材分 别提升了 15%和 29% 。当挤压温度提高至300 ℃时，板材屈服强度和延伸率略有 降低。 对两温度下的 AZ80 挤压板进行时效处理后发现，时效前后板材晶粒尺寸变化 不大，在晶界及晶粒内部均出现一定数量的第二相。然而，累积挤压板材经时效 处理后，其力学性能相当；与时效态母材相比，均表现出更优的延伸率，但其屈 服强度和抗拉强度相较于时效态母材则有所降低。 ③ 经 AEB 制备的 AZ31/AZ80 复合板材：AZ31 与 AZ80 界面结合良好，未出 现界面分离，且界面平直；挤压道次数对复合板晶粒尺寸及力学性能影响不大， 相反，板材力学性能随温度的升高略有降低。其中，在 250 ℃下，经 1 道次挤压 后板材力学性能最佳，其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为 184 MPa、398 MPa 和 20.5% 。经时效处理后，复合板材的屈服强度均较时效前有所提升，而抗拉强度 和延伸率则有所降低。 I 重庆大学硕士学位论文 关键词：AZ31/AZ80 镁合金；累积挤压；微观组织；力学性能；时效处理 II 英文摘要 ABSTRACT Magnesium alloys are widely used in automobile, electronics, aerospace and other fields due to their low density, high specific strength and stiffness. However, due to the low strength of some magnesium alloys, the further application of magnesium alloys in engineering field is limited. Accumulative extrusion bonding, as a new processing and forming method, can achieve large deformation through single pass extrusion. Based on this, A