退火工藝對(duì)az31鎂合金組織與性能的影響

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1、輕有色合金特種鑄造及有色合金2006年第26卷第10期退火工藝對(duì)AZ31鎂合金組織與性能的影響彭彩虹彭偉平李培杰(清華大學(xué))摘要研究了熱處理工藝對(duì)AZ31鎂合金軋制板材的顯微組織和力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)表明,AZ31鎂合金軋制板材在退火過程中發(fā)生了靜態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象,200℃時(shí)可以觀察到再結(jié)晶現(xiàn)象,再結(jié)晶溫度為200～250℃。分析了退火溫度和退火時(shí)間對(duì)合金顯微組織、晶粒尺寸、硬度以及力學(xué)性能的影響規(guī)律。關(guān)鍵詞AZ31鎂合金;退火處理;靜態(tài)再結(jié)晶;顯微組織;力學(xué)性能+中圖分類號(hào)TG166.4;TG146.22文獻(xiàn)標(biāo)志碼A文章編號(hào)

2、1001-2249(2006)10-0661-03鎂及其合金是目前工業(yè)上可應(yīng)用的最輕的金屬結(jié)很大限制,嚴(yán)重制約了鎂合金板材的發(fā)展。構(gòu)材料,具有密度小、比強(qiáng)度及比剛度高、阻尼性及切削在軋制后期鎂合金得到的是變形組織,高位錯(cuò)和其加工性好、電磁屏蔽及導(dǎo)熱能力強(qiáng)、減震性好、易回收等他缺陷使這些變形組織處于不穩(wěn)定狀態(tài),而再結(jié)晶可以[1～3][8,9]一系列獨(dú)特性質(zhì)。變形鎂合金軋制板材作為鎂合降低鎂合金板的缺陷,因此在鎂合金板材軋制道次金材料的一個(gè)重要組成部分,在電子、通訊、交通、航空之間進(jìn)行退火處理,在退火過程中易在晶界和三接點(diǎn)處航

3、天等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用前景。但是由于受形成無畸變的再結(jié)晶晶核和可移動(dòng)的大角度晶界,通過HCP晶粒結(jié)構(gòu)滑移系統(tǒng)的限制,常用的鎂合金塑性較晶界的移動(dòng)形成一種新的無畸變的晶粒組織,即發(fā)生靜差,不像鋁合金及銅合金那樣的面心立方晶格金屬能以態(tài)再結(jié)晶。利用再結(jié)晶可以消除鎂合金板材由于加工[4]很高的道次變形率(50%～60%)進(jìn)行加工,目前鎂硬化所引起的部分后果,改善變形組織、細(xì)化晶粒、提高[5]合金板材軋制工藝不夠成熟,鎂合金薄板在軋制過成形性,使進(jìn)一步變形得以進(jìn)行。程中易出現(xiàn)裂紋,成品率較低。另一方面,鎂合金軋制退火是保證軋制

4、過程順利進(jìn)行的一道重要工序,了[6,7]板材中存在嚴(yán)重的各向異性,組織不夠均勻,常溫解合金軋制板材的退火行為非常重要。我們以應(yīng)用較力學(xué)性能尚需進(jìn)一步提高,使得鎂合金板材的應(yīng)用受到普遍的變形鎂合金AZ31為研究對(duì)象,研究了AZ31鎂收稿日期:2006-06-15基金項(xiàng)目:國(guó)家863國(guó)際合作重點(diǎn)項(xiàng)目(2002AADF3306)第一作者簡(jiǎn)介:彭彩虹,女,1981年出生,碩士研究生,清華大學(xué)機(jī)械工程系,北京(100084),電話:010-62773639,E-mail:pch04@mails.tsinghua.edu.cn工程量投

5、資減少。經(jīng)過山西某廠使用,反映很好,降溫效果十分明顯,粉塵得到完全清除,達(dá)到了消失模鑄造4消失模鑄造3種砂處理系統(tǒng)的對(duì)比工藝砂處理及回用的要求。目前消失模鑄造有沸騰床冷卻、振動(dòng)冷卻篩分輸送根據(jù)生產(chǎn)的需要,如果砂處理量要加大,在1號(hào)砂機(jī)+沸騰床冷卻和水浴冷卻滾筒3種砂處理系統(tǒng)(見庫中配置冷卻水盤(翅)管,作為一級(jí)降溫,然后增加氟表1)。其中水冷卻滾筒冷卻效果好,噪音小,投資省,冷卻水處理器。那么,其效果會(huì)更加顯著、合理、完善。適合中小型消失模鑄造廠家使用。表13種砂處理系統(tǒng)對(duì)比3尾氣凈化處理裝機(jī)功率/設(shè)備總投資/工藝布局特點(diǎn)

6、kW萬元消失模鑄造工藝本身是一種污染少的新工藝,只要生產(chǎn)效率高、噪聲較沸騰床冷3提3斗進(jìn)一步處理好尾氣凈化和型砂系統(tǒng)的除塵及舊砂回用54.6大、對(duì)振動(dòng)參數(shù)要求38卻1冷卻嚴(yán)格、冷卻效果一般粉塵處理等環(huán)節(jié),就可以做到清潔生產(chǎn)。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中L=6m振采用了去除微粉效果好的干式布袋除塵器,并施以2條動(dòng)冷卻篩盡管改善了冷卻效2提2斗果,但占地面積增重要措施:一是在系統(tǒng)中的各揚(yáng)塵處都設(shè)有吸塵口,使分輸送機(jī)2冷卻5710大,噪聲大,投資增36+沸騰床之在封閉狀態(tài)下運(yùn)行;二是對(duì)除塵器配置變頻器,用變冷卻加頻控制除塵器工況工藝布局簡(jiǎn)單、占

7、地,要求在除塵器更換布袋的運(yùn)行周期少、冷卻效果好、噪內(nèi),做到微粉含量始終達(dá)標(biāo)。由于這2條設(shè)計(jì)措施,確水浴冷卻2提2斗35.7聲小、節(jié)能、投資省、32滾筒1冷卻保了回用砂的粉塵含量?jī)H為0.5%～0.8%,且整個(gè)系符合中小型生產(chǎn)企業(yè)使用統(tǒng)的粉塵得到有效控制,砂質(zhì)量有了保證,環(huán)境也得到(編輯:陳渭臣)了保護(hù)。661?1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net特種鑄造及有色合金2006年第2

8、6卷第10期合金經(jīng)過不同的退火工藝處理后的組織演變規(guī)律,以及時(shí)間較短,靜態(tài)再結(jié)晶進(jìn)行得不夠完全,仍然存在鋸齒退火溫度和時(shí)間對(duì)合金晶粒尺寸、力學(xué)性能的影響規(guī)狀的原始粗晶粒。1h后,靜態(tài)再結(jié)晶組織基本吞噬了律,為高性能鎂合金板材的生產(chǎn)和應(yīng)用提供理論依據(jù)。所有的原始晶粒組織,此時(shí)晶粒達(dá)到最小。隨著退火溫度的升