基于正交试验的工业挤压态AZ31镁合金预处理试验研究.pdf

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1、文章编号：1672—0121(2010)04—0076—04基于正交试验的工业挤压态AZ31镁合金预处理试验研究王宽，林飞，王月，李会。孟庆森(太原理工大学材料科学与工程学院，山西太原030024)摘要：运用正交试验的方法，对工业挤压态AZ3l镁合金在不同的加热温度、保温时间和冷却方式的条件下进行了预处理，研究了预处理工艺对其组织和晶粒尺寸的影响。实验表明，预处理过程中发生的静态回复与再结晶可以达到细化晶粒的目的。在预处理方案为加热温度325'：~2、保温时间20min、空冷的条件下，其晶粒尺寸由原始的45．41．z

2、m细化为26．31．zm；晶粒尺寸随加热温度的提高及保温时间的延长均先细化后长大，而冷却方式对晶粒尺寸的影响较小。关键词：材料实验；预处理；AZ31镁合金；挤压；晶粒细化中图分类号：TG379文献标识码：A1引言2试验材料与：h-法镁合金以其比重小、比强度高、比刚度高、导热试验所用材料为工业挤压态AZ31镁合金，沿性好、易回收等优点被广泛应用于航空航天、汽车及挤压7s向制备成6mmx6mm~9mm预处理试样，将预电子产业等众多领域】，其中ZI2业态AZ31镁合金处理试样按正交试验设计进行预处理，观察合金组获得了目前最

3、为广泛化的商业应用。但是由于其密织及晶粒尺寸变化。选用德国蔡氏JZNAI形卧式光排六方的晶体结构及较为粗大的晶粒尺寸，导致其学显微镜进行金相观察和分析，金相所用的腐蚀剂塑性成形能力较差，室温条件下很难直接进行塑性为5％的苦味酸酒精，采用直线截距法(Heyn法)测成形[41。目前，关于镁合金变形态晶粒的细化工艺研量平均晶粒尺寸。究主要集中在通过大应变量的机械形变处理，包括轧制、大比率挤压和等径角挤压等方法M，但由于此3试验结果与分析类方法对生产工艺及设备要求较高，难以实现大规3．1原始试样组织及晶粒尺寸模工业生产。工业

4、挤压态AZ31镁合金原始金相组织如图1参考镁铝合金相图对工业态AZ31镁合金进行所示。从图中可以看出，挤压态AZ31镁合金组织很预处理。通过在预处理过程中易在晶界和三接点处不均匀，运用截距法测得其晶粒尺寸为45．41,zm，较形成无畸变的再结晶晶核和可移动的大角度晶界。粗大，同时在沿挤压通过晶界的移动形成一种新的无畸变的晶粒组织，方向被拉长的大尺寸即发生静态再结晶，从而达到细化晶粒的目的。本文晶粒组织周围还存在以商业化应用较为普遍的AZ31镁合金为研究对大量细小晶粒，这些象，运用正交试验的方法对其预处理工艺进行了研晶

5、粒是热挤压时动态究，分析了冷却方式、加热温度和保温时间对组织和再结晶形成的。这是寸的影响。由于热挤压后温度急图1AZ3l镁合金原始显微组织剧降低，部分被拉长组织来不及完成回复和再结晶以及部分新形核的再国家自然科学基金资助项目(50671070)；山西省留学回结晶晶粒来不及长大，所以被保存了下来。可以说，国人员科研资助项目(12908764)这个时候镁合金以变形组织为主。2010—04一l93．2正交试验结果与直观分析王宽(1983一)，男，硕士在读，主攻镁合金材料及成形研究依据正交试验设计(56)选优方案，本实验选田

6、取了3因素5水平进行正交试验，试验所选因素水300oC、保温30rain和空冷的预处理操作后，晶粒尺平及试验结果见表1所示。寸达到最小。3．3冷却方式对晶粒尺寸的影响表1正交试验方案与试验结果图2为根据正交试验分析由正交试验结果所得列号试验考核出的不同的冷却方式因素对工业态AZ31镁合金晶试验号加热温度保温时间冷却方指标A(℃)B(min)式CDEF晶粒尺寸粒尺寸的影响规律趋势分布图。由图2结合l1(200)1(10)1(空冷)1ll41．O极差分析可知，不2l2(30)2(水冷)22239．0同冷却方式条件313(

7、50)3(空冷)33334．4414(70)4(水冷)44442．O下的晶粒尺寸极515(90)5(空冷)55544．8差值R较小，差62(250)I23454I．5值仅有1．41xm，故722345l35-2不同冷却方式的82345l237．4图2冷却方式对晶粒尺寸的影响变化对工业态924512340．0AZ31镁合金晶粒尺寸的影响很小。其原因，一方面1O25l23442．2可能是因为试样尺寸较小(6mmx6mmx9mm)，加之ll3(300)1352434．7l232413528-3镁合金比热容较小，自身存储的热

8、能较少；另一方l333524129．5面，因为镁合金具有较好的导热性，即使是在空冷的1434135235．7条件下，也会在较短的时间内冷却，所以，不管采用153524l337．1何种冷却方式，都会对晶粒尺寸的影响较小。164(350)1425337-23．4加热温度对晶粒尺寸的影响l74253l436．9图3为由正交试验结果所绘出的不同加热温度