大規格高強韌鎂合金的連續剪切正擠壓制備技術(shù)

成果簡(jiǎn)介： 本技術(shù)以細化鎂合金晶粒組織、調控基面織構及改善綜合性能為目的，結合金屬材料在擠壓時(shí)變形區金屬承受強烈的三向壓應力、近似承受等靜水壓力，塑性較好，將傳統棒-板正擠壓與等徑角擠壓結合起來(lái)，開(kāi)發(fā)了一種新型的鎂合金連續剪切擠壓短流程大塑性變形技術(shù)。該新型技術(shù)突破了常規等徑角擠壓的試樣規格尺寸限制，實(shí)現了一次擠壓過(guò)程多種變形模式的組合，使鎂合金先后產(chǎn)生正擠壓變形、連續等徑角擠壓變形，在細化晶粒組織的同時(shí)可實(shí)現織構調控，工藝簡(jiǎn)單，且可進(jìn)行連續擠壓加工。 在350℃條件下，通過(guò)設置有一個(gè)β轉角的連續剪切擠壓模具進(jìn)行擠壓，便可將鑄態(tài)AZ31鎂合金的晶粒組織由136μm細化至1.8μm，將擠壓態(tài)AZ31鎂合金的晶粒尺寸由25μm細化至1.1μm，且組織更加均勻。同時(shí)力學(xué)性能有效改善，可獲得屈服強度達240MPa、抗拉強度達380MPa、延伸率不低于18%的高強韌AZ31鎂合金板帶材。且可根據擠壓機噸位、模具尺寸加工制備出大規格高強韌AZ31鎂合金板帶材。 研發(fā)背景 大塑性變形技術(shù)是增強鎂合金的一種常見(jiàn)方法，但多數大塑性變形技術(shù)工藝復雜、成本高，且試樣規格尺寸受限，難以工業(yè)化推廣。而低成本、高強韌大規格鎂合金材料是目前工業(yè)應用的迫切需求。因此，開(kāi)發(fā)工藝簡(jiǎn)單、實(shí)用價(jià)值高的新型大塑性變形技術(shù)是鎂合金工業(yè)的重要發(fā)展趨勢之一。 作用原理 本新型鎂合金連續剪切擠壓短流程大塑性變形技術(shù)在擠壓過(guò)程中，使鎂合金坯料先產(chǎn)生正擠壓變形，棒狀鎂合金坯料變成板帶狀，實(shí)現晶粒組織的初步細化;隨著(zhù)擠壓的推進(jìn)，鎂合金坯料在剪切臺階的作用下產(chǎn)生劇烈變形，晶粒組織被細化，在剪切力的作用下晶粒c軸發(fā)生傾轉弱化基面織構。在多個(gè)剪切臺階的作用下，晶粒組織被持續細化，且基面織構被削弱。一次擠壓便能制備出大尺寸的高強韌鎂合金板帶材。 市場(chǎng)分析 目前，市場(chǎng)上常見(jiàn)的AZ31鎂合金板帶材多是通過(guò)傳統擠壓或軋制制備而成，其晶粒尺寸普遍在10μm以上，且存在著(zhù)強烈的基面織構，導致其綜合力學(xué)性能較差，如屈服強度僅約為150MPa、抗拉強度僅約為310MPa、延伸率約為15%，這在很大程度上制約了其應用范圍。而本新型鎂合金連續剪切擠壓短流程大塑性變形技術(shù)可實(shí)現大規格高強韌鎂合金板帶材的制備，可制備出屈服強