固相再生AZ91D鎂合金組織結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、鎂合金是迄今在工程應用中最輕的金屬工程結(jié)構(gòu)材料，被譽為“21世紀最具發(fā)展前途的綠色金屬材料”。鎂合金作為結(jié)構(gòu)材料應用受到限制的最主要因素是成本仍然很高，造成成本高的原因是鎂合金廢料回收率低，回收費用高，且利用傳統(tǒng)再次熔煉的方法產(chǎn)生大量的燒損和廢渣，重熔過程中須加覆蓋劑和精煉劑。 本文以固相再生的方法再生AZ91D鎂合金屑和邊角料，在固相再生過程中，鎂屑或邊角料經(jīng)塑性變形直接成形，具體工藝為先冷壓或熱壓，再熱擠出成形，是一項新的再

2、生鎂合金技術(shù)。由于晶粒細化和氧化相的均勻分布，再生的鎂合金具有較好的力學性能。 研究了AZ91D鎂合金屑固相再生的最佳工藝，分析了固相再生過程中AZ91D鎂合金屑變形的基本特征。AZ91D鎂合金屑在冷壓成坯過程中，壓力為300～310MPa，坯料密度可達到1.49g/cm3以上，形成少量新的結(jié)合面。采用屑粒尺寸(4～6)mm×(3.5～4.5)mm×(1.45～1.55)mm、擠壓溫度為400℃和擠壓比25:1再生試樣有較好的綜

3、合力學性能，與鑄態(tài)熱擠出試樣的力學性能相當。再生試樣隨擠壓比的增大，抗拉強度和延伸率同時增大，擠壓比達到25:1以上時，延伸率又隨擠壓比的增大而減小。 研究了再生試樣中氧化相含量與AZ91D鎂合金屑的表面積之間關(guān)系，指出了氧化相含量與屑的表面積成直線關(guān)系，適量的氧化相使再生試樣有較高的抗拉強度和較好的延伸率，適量的氧化相在試樣中可以作為一種強化相；過多的氧化相反過來影響鎂合金的延伸率，過多的氧化相在拉伸過程中易產(chǎn)生微孔，降低了試

4、樣的延伸率。 研究了AZ91D鎂合金邊角料固相再生的最佳工藝，給出了AZ91D鎂合金邊角料蝕洗工藝。采用間接擠壓工藝時，擠壓溫度為450℃時，晶粒尺寸均勻，塊與塊之間結(jié)合較好，抗拉強度和延伸率分別達到350-24MPa和11.82％。擠壓比達到25：1以上時，晶粒不僅變得細小，而且沒有出現(xiàn)未打碎的結(jié)合面；隨擠壓比的增大，試樣抗拉強度增大，擠壓比40:1時，抗拉強度達到378.05MPa。采用直接熱擠出研究表明，與相同條件下間接擠

5、壓相比，試樣的抗拉強度和延伸率均降低。 研究了AZ91D鎂合金邊角料固相再生試樣中結(jié)合面與抗拉強度之間關(guān)系。當結(jié)合面呈連續(xù)分布成曲線時，結(jié)合面厚度0

6、D鎂合金抗拉強度的預測公式為σι=150ι+245：曲線上打碎段的長度所占測量曲線長度的比例0.7<ι<0.9時，AZ91D鎂合金抗拉強度的預測公式為σι=75ι+297.5。 研究了固溶時效處理對再生AZ91D鎂合金組織和力學性能的影響。經(jīng)T6處理后，抗拉強度和延伸率明顯提高。隨著時效時間的延長，析出的β-Mg17Al12相數(shù)量明顯增多，更長的時效時間β-Mg17Al12相并沒有明顯增大。隨著時效時間的延長，試樣維氏硬度增加；