挤压铸造铝合金高温力学行为试验

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1、——压力铸造——特种铸造及有色合金万方数据2008年第28卷第2期挤压铸造铝合金高温力学行为试验贾湛湛1朱维1韩志强1赵海东2柳百成1(1．清华大学机械工程系，先进成形制造教育部重点实验室；2．华南理工大学机械工程学院)摘要为获得可用于挤压铸造过程凝固壳变形与压力传递模拟计算的材料力学行为数据，利用Gleeble-1500D数控式动态热一力学物理模拟试验机，对不同压力(25、50、75MPa)下制备的挤压铸造铝合金材料的力学行为进行了测试，获得了给定温度(250、300、350、400、450、500℃)和应变速率(O．100s

2、～、0．010s～、0．001s_1)条件下的一系列真应力一真应变曲线，并分析了温度、应变速率和挤压铸造压力对材料高温力学行为的影响。结果表明，材料的流变应力随温度的升高而减小、随应变速率的增大而增大。挤压铸造压力对材料的高温力学性能有影响，较高挤压力下获得的材料具有较大的流变应力值。关键词挤压铸造；铝合金}高温力学行为}等温压缩中圈分类号TGl46．2+1TG249．2文献标志码A文章编号1001—2249(2008)02--0130--04挤压铸造特别适用于轻金属制造对强度和韧性要求较高的结构件[1。]。为了优化挤压铸造工艺

3、参数，一些学者对挤压铸造中金属液充型过程的流动和传热[3~5]、加压凝固过程的应力场进行了数值模拟研究[s’7]。材料的高温力学行为是挤压铸造力学问题建模与仿真的重要基础，需要通过试验手段进行测试。目前文献中有不少关于材料热变形特性研究的报道[a-]z1，但针对挤压铸造铝合金材料高温力学行为的研究报道却很少。本课题采用Gleeble-1500D数控式动态热一力学物理模拟试验机，在变形温度为250～500℃和应变速率为0．001---0．100S_1的条件下，对不同挤压力下制备的挤压铸造铝合金材料进行了等温压缩试验，获得了相应的真

4、应力一真应变曲线，在此基础上分析了所研究材料的高温流变应力与变形温度、变形程度及变形速率的关系，并结合微观组织探讨了挤压力对材料组织和高温力学性能的影响。收稿日期：2007-11-30基金项目：国家自然科学基金资助项目(50675113)l清华大学实验室开放基金资助项目(LF20061077)第一作者简介：贾湛湛，女，1985年出生，学士，清华大学机械工程系，北京(100084)，E—mail：jiazhanzhan@gmail．corn通讯作者：韩志强，男，博士，清华大学机械工程系，北京(100084)，电话：010--627

5、94615，13911626039，E--mail：zqhan@mail．tsinghua．edu．cn图4用盐酸深腐蚀后的Mg-10AI-4Zn合金激光共聚焦显微镜的三维立体图3结论(1)本试验条件下，Mg—IOAI一4Zn合金的半固态组织均匀、细小、圆整度高，但固相率稍高。(2)扫描电子显微镜与能谱相结合得出半固态组织重熔开始于晶界的溶质富集区，然后逐渐向基体渗透。(3)激光扫描共聚焦显微镜从立体形貌上证实了固相粒子为球形，并由二维平面高度图证明液相并非完全是共晶组织，而是由共晶组织和重熔旷Mg相共同组成。参考文献[13SP

6、ENCERDB，MEHRABIANR，FLEMINGSMCRheological130behaviorofSn-15pctPbinthecrystallizationrangel-J]．Metallur—gicalTransaction，1972，3(7)：1925—1932．[23苏华钦，朱鸣芳，高志强．半固态铸造的现状及发展前景[J]．特种铸造及有色合金。1998(5)：1-6．．[3】CHENTJ，HA0Y，SUNJ．Microstrueturalevolutionofprevi-ouslydeformedZA27allo

7、yduringpartialremeltingi-J]．MaterialScienceandEngineering，2002。A337：73-81．[4]xIAMx，ZHENGHX．YUANS，eta1．Recrystallizationofpre-formedAZ91Dmagnesiumalloysinthesemisolidstate[J]．Mate—rimsandDesign，2005，26l343—349．[5]刘政，毛卫民．半固态亚共晶铝硅合金制备技术的新进展i-J]．特种铸造及有色合金，2005(压铸专刊)：227-

8、232．[6]管仁国，李俊鹏，石路，等．倾斜式冷却剪切流变制备半固态AI-Mg合金EJ'1．东北大学学报(自然科学版)，2005，26(5)：448—451．[7]CUIJz．SolidificationofA1alloysunderelectromagneti