静液挤压AZ80镁合金管材组织与力学性能研究

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镁合金具有诸多优点,但变形能力差,限制了其发展。静液挤压技术加工脆性材料具有独特优势,可在较低温度下对其完成塑性成形。但目前对静液挤压应用的研究明显不足,其制品多以棒材为主。本文以静液挤压工艺为研究背景,对合金的扩管成形及管材的退火热处理进行了较为系统的实验研究。首先,选用AZ80镁合金为实验材料,利用静液挤压在自行设计的试验装置上,成功扩展成形出了管材,并制定了后续的热处理工艺。其次,通过金相组织分析、扫描电镜(SEM)分析、X射线衍射(XRD)分析、拉伸和硬度实验研究了扩管成形及退火热处理对合金微观组织与力学性能的影响,探讨了各状态合金微观组织、组成物相等与其力学性能之间的联系。最后,利用扫描电镜对合金的拉伸断口形貌进行观察,分析阐述了各状态合金的断裂机制。实验结果表明,静液挤压扩管成形后AZ80镁合金的组织呈现一定不均匀性,抗拉强度有极大提高,延伸率改善不显著;退火热处理使管材内组织趋向均匀,亚晶界增多,保温2.0h,出现了退火再结晶,抗拉强度先降低,后上升,最后又下降,硬度变化与之相同,延伸率则逐渐增加;扩管成形和热处理没有改变合金所含物相,仅相对含量有变化;铸态断口表现为沿晶断裂,均匀化态为具有一定韧性的解理断裂,挤压态以解理断裂为主;随退火进行,热处理态断口,由解理断裂为主向准解理断裂发展。本文验证了静液挤压扩管成形脆性合金的可行性,凸显了此工艺的技术优势,可为进一步研究和工业应用奠定基础。
摘要第3-4页
Abstract第4页
1 绪论第10-20页
    1.1 研究背景和选题意义第10-11页
    1.2 变形镁合金的塑性成形技术第11-14页
        1.2.1 金属塑性成形原理第11-12页
        1.2.2 变形镁合金塑性成形工艺第12-14页
    1.3 静液挤压及其研究现状第14-17页
        1.3.1 静液挤压技术概述第14-15页
        1.3.2 国内外研究现状第15-17页
    1.4 镁合金的热处理工艺第17-18页
    1.5 本论文主要研究内容第18-20页
2 实验材料及实验方法第20-32页
    2.1 镁合金材料的选择第20-21页
    2.2 实验流程第21-22页
    2.3 微观组织和物相分析第22-26页
        2.3.1 金相组织分析第22-24页
        2.3.2 扫描电镜(SEM)分析第24-25页
        2.3.3 X射线衍射(XRD)物相分析第25-26页
    2.4 力学性能测试第26-30页
        2.4.1 硬度实验第26-27页
        2.4.2 拉伸实验第27-30页
    2.5 拉伸断口形貌分析第30-31页
    2.6 本章小结第31-32页
3 静液挤压扩管成形对AZ80镁合金组织与力学性能的影响第32-52页
    3.1 AZ80镁合金的静液挤压扩管成形第32-34页
        3.1.1 铸锭的均匀化热处理第32-33页
        3.1.2 静液挤压扩管成形第33-34页
    3.2 静液挤压扩管成形对AZ80镁合金组织的影响第34-45页
        3.2.1 金相组织分析第34-38页
        3.2.2 扫描电镜(SEM)组织分析第38-43页
        3.2.3 X射线衍射(XRD)分析第43-45页
    3.3 静液挤压扩管成形对AZ80镁合金力学性能的影响第45-48页
    3.4 室温拉伸断口形貌分析第48-51页
        3.4.1 铸态AZ80镁合金拉伸断口第48-49页
        3.4.2 均匀化热处理态AZ80镁合金拉伸断口第49-50页
        3.4.3 静液挤压扩管成形态AZ80镁合金拉伸断口第50-51页
    3.5 本章小结第51-52页
4 热处理工艺对AZ80镁合金管材组织与力学性能的影响第52-71页
    4.1 AZ80镁合金管材的退火热处理第52-53页
    4.2 热处理工艺对AZ80镁合金管材组织的影响第53-64页
        4.2.1 金相组织分析第53-56页
        4.2.2 扫描电镜(SEM)组织分析第56-62页
        4.2.3 X射线衍射(XRD)分析第62-64页
    4.3 热处理工艺对AZ80镁合金力学性能的影响第64-68页
    4.4 室温拉伸断口形貌分析第68-70页
    4.5 本章小结第70-71页
5 结论与展望第71-73页
    5.1 工作总结及研究结论第71-72页
    5.2 未来展望第72-73页
致谢第73-74页
参考文献第74-79页
附录第79页
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