水下搅拌摩擦加工对AZ91镁合金组织和力学性能的影响.pdf

《水下搅拌摩擦加工对AZ91镁合金组织和力学性能的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第32卷第4期航空材料学报Vo1．32，No．42012年8月JOURNALOFAERONAUTICALMATERIALSAugust2012水下搅拌摩擦加工对AZ91镁合金组织和力学性能的影响柴方，张大童，张文，邱诚(华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心，广州510640)摘要：在空气中和水下对AZ91镁合金铸造板材进行搅拌摩擦加工，并对材料的微观组织和力学性能进行了分析测试。研究结果表明：由于水的强制冷却作用，水下搅拌摩擦加工板的搅拌区面积小于空气中加工板，两种板材搅拌区的微观组织均得到了显著细化，平均晶粒尺寸分别为1．9m

2、和3．5m；热机影响区均形成了纤维状组织，且水下搅拌摩擦加工板的组织更为细小；空气中加工板的热影响区出现了组织粗化，而水下加工板的热影响区的晶粒尺寸与母材相当。两种加工工艺均使第二相B·MgA1由原始铸态组织中连续网状变为颗粒状。由于水下加工板的组织更为细小，其硬度、抗拉强度和伸长率较空气中搅拌摩擦加工板高。关键词：水下搅拌摩擦加工；AZ91镁合金；微观组织；力学性能DOI：10．3969／j．issn．1005—5053．2012．4．006中图分类号：TG453；TG146．22文献标识码：A文章编号：1005—5053(2012)04

3、-0032-06由于大多数镁合金为密排六方晶体结构，塑性上提出的一种新型固态加工技术。对于镁合金相对较差，故镁合金的成形加工与工业应用均受到的研究，搅拌摩擦加工技术主要集中在AZ系和ZK一定的限制。晶粒细化作为提高镁合金综合性能的系细晶的制备、晶粒细化的机制和细晶性能等。目有效手段之一，其研究受到了广泛关注。通过细化前，国内外在搅拌摩擦加工AZ91镁合金的研究方晶粒，不仅可以提高镁合金的强度，还能改善其塑性面已经取得了一定的进展“，Cavaliere等利用与韧性。研究表明，在镁合金加工过程中剧塑性变搅拌摩擦加工技术获得了晶粒尺寸为4m的AZ

4、91形(Severeplasticdeformation，SPD)可以引入极大的镁合金，该材料具有良好的超塑性。尽管如此，由于变形量，具有显著的晶粒细化效果-．。代表性的在搅拌摩擦加工过程中轴肩和搅拌头会产生热积剧塑性变形技术有等通道角挤压(Equalchannelan．累，搅拌区发生动态再结晶晶粒长大，从而影响细晶gularpressing，ECAP)、高压扭转(Highpressuretor—材料的形成。Mishra等指出：若在合金加工过程sion，HPT)、累积叠轧焊(Accumulativerollbonding，中采用某种冷却手段

5、，可以在一定程度上抑制晶粒ARB)和搅拌摩擦加工(Frictionstirprocessing，长大，提高材料的强度和塑性。为了进一步细化搅FSP)等，这些工艺不仅可以使材料获得高强度、高拌摩擦加工材料的晶粒尺寸，近年来发展出了水下韧性和高塑性，甚至还可以获得优异的超塑性。搅拌摩擦加工技术(Submergedfrictionstirprocess—FSP技术以加工工序少、制造成本低、绿色环保和显ing，SFSP)。Su¨等对7075铝合金进行搅拌摩擦著的晶粒细化效果等优势而受到研究者的高度重加工的研究表明，用水、甲醇和干冰的混合液作为冷视’

6、，它作为一种新型的SPD技术，是Mishra等却液，可在搅拌区得到平均晶粒尺寸为100nm的超人在搅拌摩擦焊(Frictionstirwelding，FSW)。。基础细晶。Hofmann等¨在水下对6061铝合金进行搅拌摩擦加工时发现，焊核区可以得到晶粒尺寸小于收稿日期：2011．12—21；修订日期：2012—05—23200rim的细晶组织。这些研究都表明，水下搅拌摩基金项目：广州市科技支撑计划资助项目(2009Z2．D811)；擦加工在细晶材料制备方面具有较大的潜力。中央高校基金科研业务费专项资金资助项目(2009ZM0264)目前水

7、下搅拌摩擦加工的研究仅局限于7075，作者简介：柴方(1988一)，女，硕士，主要从事搅拌摩擦加工6061和2219等铝合金，而对于镁合金的研究鲜有镁合金组织和性能方面的研究，(E．mail)chaihng8806@报导。本工作对AZ91铸态镁合金板进行水下搅拌163．corn摩擦加工，研究加工后材料的组织和常温力学性能，第4期水下搅拌摩擦加工对AZ91镁合金组织和力学性能的影响37[10]吕勤云，沙桂英，王洪顺．AZ91镁合金搅拌摩擦加工processingoflarge—areabulkUFGaluminumalloys[J]．后的组织

8、和性能[J]．航空材料学报，2008，28(4)：27ScriptaMaterialia，2005，52(2)：135—140．—30．[13]HOFMANNDC，WECCHIO