变形镁合金的力学性能的研究

xin0624

近年来，随着现代科技和相关产业技术的发展，镁合金的应用范围迅速扩大，特别是在汽车及3C产品中镁合金零部件获得大量应用。研究镁合金板成形规律、镁合金板料热成形工艺技术对于实现镁合金板料加工实用化和产业化具有重要的现实意义和经济价值。变形镁合金比铸造镁合金晶粒细小，成分偏析低，具有较好的强度和塑性，是性能优良的镁合金。通常当镁合金加热到200～400℃，板料处于热塑性变形状态下，其加工硬化过程不断被回复、再结晶过程所抵消。这样，镁合金板料处于一种低强度、高塑性的软化状态，成形性能会得到明显的改善。本文通过拉伸实验来研究变形镁合金的力学性能，揭示镁合金塑性成形的基本规律，为优化变形镁合金温热加工的工艺参数和模具结构，提供技术支持。

　　试验采用材料为Mg-Al-Zn系镁合金AZ31、AZ61和AZ91三种板材，其基本化学成分如表1。利用线切割加工设备按GB/T5028-2008制作试样。实验所用的设备为Waw-100C型微机控制电液伺服万能试验机。在WAW-100C型微机控制电液伺服万能试验机上，对轧制态AZ31、AZ61和AZ91镁合金分别进行恒位移控制的拉伸试验。试验温度分别为室温175、200、225、250、275、300、325、350、375和400℃，拉伸应变速率为10-3、10-2和10-1s-1。拉伸试样取样方向垂直于轧制方向。利用MTS Testwork4自动数据采集系统记录相应的拉伸试验数据，据此确定出合金的抗拉强度和屈服强度。通过测量拉伸试样变形前和拉伸断裂后的标距长度，计算出相应的伸长率。
　　在各种温度拉伸实验中，AZ31比AZ61、AZ91的屈强比更小；在适合加热温度范围内，AZ31的伸长率也要比AZ61、A91更大。AZ31成形性能总体上要比其它两种镁合金多更优越。伸长率、屈强比和应力－应变特性等受到温度、应变速率的影响较大。随着变形应变温度的增加，塑性成形的能力增大；而随着应变速率的增加，变形的应力峰值会上升，影响镁合金的成形性能。