AZ31镁合金的国内外研究现状
时间:2018-04-23 18:01 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| AZ31镁合金的国内外研究现状1、镁合金的应用目前，世界各国已开发出各系镁合金百余种，如今铸造和压铸镁合金已得到比较充分的开发，并且镁合金已经形成了较完整的体系。但压铸产品的缺陷很大程度上限制了压铸镁合金的进一步应用，如铸造时产生的缺陷难以清除、不能压铸壁厚很薄的产品、性能难以满足承载零件要求等。并且铸造法生产的镁合金晶粒不够细小,存在成分偏析等一系列缺陷。与压铸和铸造镁合金相比，变形镁合金通过塑性加工，可以改善铸造镁合金的力学性能，并且使其具有更高的强度和塑性。21642 2、镁合金和镁合金板材轧制存在的主要问题 论文网 （1）镁合金存在的问题 相比较于镁合金的优点，镁合金现如今尚未攻克的问题以及金属本身的不足之处同样显著。例如： 1>耐蚀性能差、易于氧化燃饶、耐热性差。 2>镁合金压铸件由于锁模力不足、合模不良、模具强度不足、熔汤温度太高等问题会出现表面有毛刺的现象。 3>镁合金切削工艺有火灾危险性。 变形镁合金是目前使用最轻的金属结构材料之一，不仅具有较高的比强度和比刚度，而且具有优良的电磁屏蔽性、散热性、减震性和机械加工性能。由于室温下镁合金可开动的滑移系少，塑性成形能力有限，其冲压一般都在一定温度下进行。热冲压不仅需要额外的模具加热系统而增加成本，而且板材也需要预热，使生产效率降低。因此，提高镁合金板材的室温塑性，是镁合金研究领域的一个重要方向。 (2)镁合金板材轧制问题 镁与铝、铜、钢等有色金属不同,镁是密排优尔方晶体结构,常温下滑移系较少,塑性变形能力差,容易脆裂。镁合金通常都采用热加工,使生产工艺变得复杂,且温度升高到400℃以上时会产生腐蚀、氧化及晶粒粗大,这也是镁合金塑性变形材料在使用时受到限制的主要因素之一[2,3]。 板形平直度控制难度较高是因为镁合金弹性模数较小,延展性较差,,也增加了其矫直的难度,正是因为如此，必须严格控制镁合金加工时的工艺条件。 镁合金的热导率较大(153.7W/m•K)，且体积比热容较小(1781J/(dm3•K)），所以该合金加热升温快，散热降温也快[4,5]。在轧制过程中，镁合金板料和轧辊以及环境等发生热量传递，板料温度将发生较大变化。同时，因板料变形产生的体积功和由板料与轧辊摩擦产生的摩擦热都将使板料温度升高。由于空气对流和变形功以及与轧辊的接触传热等因素，板料的温度发生了较大变化。所以，镁合金轧制过程中温度也将发生较大的变化，而温度又是影响板料组织变化和变形抗力的最重要参数之一。因此，在镁合金板材轧制过程中温度起着至关重要的作用。 温度对应力、轧制力都有影响。随着温度下降，当温度降到210℃或以下，等效应力达到160MPa时，板料将会出现边裂缺陷，达到轧制成型极限。所以板料轧制温度应高于210℃。 而热轧过程中会发生动态再结晶，细化组织。得到的板材孪晶较少，综合力学性能较好。 3、AZ31镁合金塑性加工技术 严格控制熔炼铸造工艺会获得高品质铸锭是确保镁合金顺利进行塑性加工成形的基本元素。对于合格的铸锭可以采用轧制、锻造、挤压等一系列压力加工手段进行后续变形。铝合金的加工方法与这些加工方法相似，但变形需在一定温度下进行是镁及镁合金材料与其他金属材料在塑性成形技术上最本质的区别。AZ31镁合金的变形能力较好，因此能够采取多种变形方法[6]。 由于镁具有密排优尔方晶体结构，在室温下只有一个基面{0001}产生滑移，滑移系数仅为3个，晶面产生滑移的可能性十分有限，因而导致镁合金的塑性很低，冷态下变形相当困难。这导致大量镁合金零件采用压铸的方法加工。但由于压铸的最小厚度有限制，同时压铸存在性能较差的问题，因此在应用上受到了一定限制。镁合金室温变形只有基面{0001}<1120>滑移和在角锥面{1012}上的孪生，但在473K以上出现锥面{1011}滑移，498K以上锥面{1012}也出现了滑移。因此室温塑性较差，而在200度以上塑性明显改善。目前镁合金的塑性成形方法有镁合金锻造成形、挤压成形、冲压成形、轧制成形以及电塑性加工等。每种方法各有优缺点，具体如下： (责任编辑：qin) |