az31b镁合金薄板生产工艺与力学性能研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要AZ31B镁合金薄板生产工艺与力学性能研究摘要镁合金具有比重小、比强度高、电磁屏蔽性能好、抗振性能好等优点，在交通、通讯、航空航天等工业领域具有巨大的应用潜力。此外，镁在地球上有丰富的资源。近年来，节约能源和保护环境的要求促进了镁合金应用的快速增长。目前镁合金零部件主要通过压铸的方法生产，但压铸件的力学性能较低，限制了镁合金优良特性的发挥，并阻碍镁合金应用领域的扩大和用量的提高。因此高性能变形镁合金的开发及其新生产工艺与技术研究受到广泛关注。本文考察了常规DC铸造、低频电磁半连续铸造(LFEc)和电磁振荡半连续铸造(EVC)三种不同方式

2、制备的m200mmAZ3lB镁合金的组织和性能；并通过挤压一轧制工艺路线获得AZ31B镁合金薄板。低挤压速度是造成镁合金挤压材高成本的重要因素，低性能则是镁合金扩大应用领域的主要障碍。目前如何通过提高挤压速度以提高镁合金挤压材生产效率以及如何通过轧制等工艺改进以提高薄板的力学性能是值得研究的重要课题。本文研究了挤压速度对板材质量的影响，并以提高AZ31B镁合金薄板的力学性能为目的，对不同轧制制度对轧制薄板性能的影响规律进行了系统研究，并获得以下结论：1．用LFEC和EVC方法获得的AZ31B镁合金锭坯，组织均匀细小，合金元素Al、zn和Mn的宏观偏析降低，其力

3、学性能优于常规DC铸造锭坯；2．AZ31B镁合金板坯质量对挤压速度非常敏感。不过，挤压速度过高时易出现的麻点、起皮、气泡和裂纹等缺陷可以通过挤压模具的优化设计得到显著改善。其挤压组织以等轴晶为主，同时存在少量的纤维状组织。挤压速度越快晶粒变得粗大，板材性能下降；3．通过LFEC和EVC方法制各的AZ31B锭坯经挤压获得的AZ31B镁合金板坯微观组织同样比常规DC铸造锭坯挤压组织细小均匀，同时力学性有所提高，其屈服强度和抗拉强度均比相同状态下ASTM性能标准高15～20MPa：4．AZ31B镁合金挤压板坯经过预热，但轧辊未预热；或者轧辊和板坯均经过预热，但在低速

4、轧制，轧制过程都难以顺利进行；5．AZ31B车Lfl]IJ薄板力学性能的各向异性随轧制温度升高和轧制速度提高而降低。在本实验范围内，高轧制温度和低轧制速度的组合可获得较高力学性能的薄．II．东北大学硕士学位论文摘要板。其中在400℃下以6m／rain速度轧制薄板轧向crb=345MPa、cro．2=290MPa、5=11．2％。横向ab=350MPa、cro．2=300MPa、8=12．O％，比相同状态下ASTM标准的性能分别提高50MPa和70MPa，同时AZ31B薄板轧向与横向的吼之比和O'0．2之比均接近于1。关键词：AZ31B镁合金板材，电磁铸造，挤压

5、，轧制，微观组织，力学性能．ⅡI．东北大学硕士学位论文AbstractStudyonProcessingandMechanicalPropertiesofAZ31BMagnesiumAlloySheetAbstractMagnesiumalloyshavegreatpotentialforusingascomponentsintraffic，communication，andaerospaceduetotheirlowspecificgravities，highspecificstrengths，goodelectromagneticshieldingandg

6、ooddampingproperty,inaddition，thereisabundantstorageresourceofmagnesiumontheearth．Therefore．withtherequirementofenergy—savingandenvironmentalprotection，magnesiumalloysandtheirapplicationswerepromotedrapidlyinrecentyears．However,themagnesiumalloycomponentsaremostlyproducedbydie-casti

7、ngatthepresenttime，whichrestricttheexploitationoftheiradvantagesandtheirapplicationbecauseofpoormechanicalpropertiesofthedie-castingparts．Therefore，thedevelopmentofhigh—qualitywroughtmagnesiumalloysandtheirdeformationprocesseswerepaidmoreattention．Inthispaper,themicrostructuresandme

8、chanicalpropertieso