AZ31D和AZ91B鎂合金低溫力學(xué)性能研究.pdf

1、本文利用材料萬能試驗機(jī)對擠壓態(tài)AZ31B和壓鑄態(tài)AZ91D鎂合金在不同溫度(RT、0℃、-50℃、-100℃、-150℃、-196℃)下的拉伸和壓縮性能進(jìn)行了研究;采用MyBP疲勞試驗機(jī)測試評價了擠壓態(tài)AZ31B鎂合金在室溫大氣和低溫真空(83K,10-4Pa)下的疲勞性能,并依托光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡對兩種鎂合金相應(yīng)的低溫變形斷裂特征進(jìn)行了考察分析。
　　研究表明,擠壓態(tài)AZ31B鎂合金主要由基體相α-Mg和少量第二相β-Mg17

2、Al12組成,晶粒平均尺寸為25μm。隨著拉伸溫度的降低,其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度逐漸升高,延伸率逐漸下降,尤其在-100℃到-150℃范圍內(nèi)延伸率急劇下降。擠壓態(tài)AZ31B鎂合金在室溫和-196℃的抗拉強(qiáng)度與延伸率分別為270MPa,17.65％和419MPa,8.2%。室溫下,擠壓態(tài)AZ31B鎂合金塑性較好,拉伸斷口上存在較多的撕裂棱和韌窩。低溫拉伸斷口隨溫度降低越來越平整,逐漸表現(xiàn)出準(zhǔn)解理的特征。金相觀察結(jié)果表明,孿晶數(shù)量也隨著溫度的

3、降低而減少。
　　擠壓態(tài)AZ31B鎂合金低溫真空下的疲勞性能較室溫大氣有很大提高,且低應(yīng)力幅區(qū)疲勞壽命的提升比高應(yīng)力幅區(qū)大。兩種環(huán)境下的疲勞裂紋基本均萌生于試樣表面或近表面,室溫大氣疲勞裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展區(qū)所占整個斷口表面的比例比低溫真空大,疲勞輝紋數(shù)量也更多并清晰有規(guī)則。室溫大氣的疲勞斷口為混合型斷口;而低溫真空下趨向于脆性斷裂。金相顯微觀察發(fā)現(xiàn)低溫真空下疲勞過程中產(chǎn)生的孿晶數(shù)量比室溫下多,且同一環(huán)境下低應(yīng)力幅區(qū)形成的孿晶比高應(yīng)力幅區(qū)

4、多。
　　壓鑄態(tài)AZ91D鎂合金相組成主要為基體α-Mg相、β-Mg17Al12沉淀相和離異共晶(α+β)。低溫對壓鑄態(tài)AZ91D鎂合金拉伸性能的影響較大,且數(shù)據(jù)較分散,但整體而言,平行和垂直于壓鑄方向的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度均隨著溫度的降低而先下降再升高,但延伸率卻一直降低。在室溫或0℃拉伸時試樣表面產(chǎn)生―橘皮組織‖,更低溫度下的拉伸試樣表面則越來越光滑。隨著溫度的降低,壓鑄態(tài)AZ91D鎂合金的壓縮屈服強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度增大,而壓縮變形