镁合金半连续铸造及其型材挤压成形技术应用研究
镁合金半连续铸造及型材挤压加工技术是制约我国现有镁合金产品向工业型材等高端产品升级换代发展的关键。本文系统研究了普通和电磁场条件下工艺参数对镁合金半连铸坯锭的不同位置组织、性能影响规律，并研究了镁合金中空薄壁型材和“工”字型材挤压工艺及其对型材宏观质量、微观组织及力学性能的影响，主要结果如下: 1)成功制备了质量良好的ψ110mm AZ31普通半连铸铸锭及ψ300mmAZ31、ZK60电磁半连铸铸锭;得到了质量优良的中空薄壁型材及大尺寸复杂截面“工”字型材; 2)铸锭的平均晶粒尺寸、第二相颗粒大小均随着冷却水强度和拉坯速度增加有所减小;优化工艺(冷却水强度3500L·h-1;拉坯速度85 mm·min-1)铸锭微观组织由等轴晶和不连续的第二相(β-Mg17Al12+β-Mg17(AlZn)12扩展相+少量AlMn)构成;铸锭表层和心部UTS、ε分别为200MPa、196MPa和11.6％、10.8％，整体上处于较均匀状态; 3)探明了ψ300mmAZ31铸锭的偏析程度、晶粒度随着电磁频率的增加而降低，均匀性、力学指标则随之增加。本实验中电磁频率F=20Hz时，铸锭组织均匀、各溶质元素无偏析、晶粒细化明显;心部UTS和ε达到了225MPa和15.03％，与DC相比，分别提高了12.6％、58.8％;ψ300mm ZK60 LFEC铸锭合金元素无明显宏观偏析，组织由等轴晶、不连续分布的共晶相组成;综合力学性能良好，其心部UTS和ε分别达到了250MPa、13.4％; 4)探明挤压温度、速率的升高使再结晶程度增加，晶粒显著细化;但超过某一值时，再结晶的细小晶粒便开始长大;型材强度、延伸率随着挤压速度、温度的升高表现出先升后降的规律;在挤压温度T=400℃，挤压速度V=0.4～4 m·min-1的挤压工艺条件下，均可获得质量较好的AZ31中空薄壁型材; 5)大尺寸复杂截面“工”字型材发生了不完全动态再结晶，显微组织具有项链状特征;室温拉伸测试表明型材具有各向异性，45ED试样延伸率最高(δ=23％)，ED试样强度最高（σb=325MPa）。
镁合金;半连续铸造;低频电磁场;型材挤压加工技术;微观组织;力学性能
中南大学
硕士
材料工程
赵明纯;郑开宏
2014
中文
TG146.22;TG376.1
98
2015-04-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）