3.5 本章小结 17

结论 18

致谢 19

参考文献 20

1绪论

1.1前言

镁合金近几年来越来越受到各行各业的关注。镁合金的比强度高，弹性模量大，散热减震性好，兼具良好的耐腐蚀性，较铝合金有更优越的抗冲击载荷能力。因此，广泛应用于航空航天、汽车制造、3C 产品等领域，是21世纪的绿色环保材料[1]。镁合金作为最轻的金属结构材料之一，其研究和利用已成为世界性的热点。

与铸造镁合金相比, 变形镁合金更具有发展潜力, 通过材料结构的控制, 热处理工艺的应用, 变形镁合金可获得更高的强度、更好的延展性和更多样化的力学性能, 从而满足多样化的工程结构件的应用需求[3]。因此，开发高性能变形镁合金已成为镁工业发展中的重要方向。镁为密排六方晶体结构，就滑移系而言，只有基面滑移和锥面孪生，共5个滑移系。镁的晶体结构特征使其变形材料的制备具有很大的困难，但变形镁合金优异的性能以及在不同领域的特殊用途使其成为镁合金材料研究与开发领域中不可缺少的重要组成部分，具有先进性与挑战性[15]。

近年来, 随着镁合金用量的增加, 其抗疲劳性能越来越受到材料学者和工程设计人员的重视, 特别是镁合金在腐蚀、高温等环境条件下服役的疲劳性能。然而, 相对于钢铁和铝合金等金属材料而言, 目前对镁合金疲劳的研究还不是很充分, 特别是关于变形镁合金的疲劳性能数据非常有限。本文对近年来变形镁合金疲劳性能的研究进行了进一步的探索研究。

1.2 AZ31 镁合金的组织及性能

按化学成分，AZ31 镁合金属于Mg- Al- Zn 三元系，铸态组织由β 呈骨骼状分布于α 体枝晶间和晶界处的第二相Mg17Al12。AZ31 镁合金具有良好的强度、塑性和耐蚀综合性能，而且价格较低。AZ31 镁合金主要通过轧制、挤压和锻造等变形方式加工成型，制成各类棒、杆、型材和管材。其典型的室温力学性能见表1.1。

表1.1 室温力学性能表[2]

产品 状态 抗拉强度/MPa 拉伸屈服强度/MPa 压缩屈服强度/MPa 伸长率/%

杆、棒及型材 F 260 195~200 95~105 14~17

管 F 250 165 85 12

1.3 AZ31 镁合金的晶粒细化

镁合金是最轻的金属结构材料，具有高的比强度、比刚度、减振性、导热性、可切削加工性和可回收性，因而被称为21世纪的“绿色工程材料”。但是到目前为止，镁合金的应用规模远未达到预期，一个主要的限制因素就是较低的强度值。因此，提高镁合金的强度成为镁合金领域的核心问题之一。

在工程应用中，晶粒大小是影响金属材料力学性能的重要因素，通过细晶化提高镁合金强度是有效的手段。

1.3.1制备工艺的研究

目前，微纳米金属材料的制备工艺主要包括[7]：