AZ61镁合金的电磁铸轧及后续轧制工艺研究

论文摘要

镁合金具有低密度、高的比强度和比刚度、高阻尼、电磁屏蔽良好等优点,近年来在航空、汽车和电子业中得到了广泛应用,但是,由于镁合金本身晶体结构的原因,存在塑性变形能力差的缺点,阻碍了镁合金材料的应用。本文以AZ61镁合金为研究对象,研究了电磁场双辊铸轧工艺对镁合金板材坯料组织的影响,并利用铸轧坯直接进行轧制,研究了轧制工艺及退火制度对AZ61镁合金薄板带组织和性能的影响。论文取得以下有价值的结果：(1)在普通铸轧、静磁场铸轧、同时施加直流磁场与交流电流的情况下,显微组织以等轴晶为主,但普通铸轧条件下晶粒尺寸较大,施加静磁场时晶粒有所细化且晶粒形状逐渐趋于等轴化,在同时施加直流磁场与交流电流条件下,晶粒细化最为明显；(2)热轧后水冷对晶粒的细化有显著作用,但在再次加热后晶粒会异常长大,不利于后续轧制过程组织的控制,因此在热轧工艺后应采用空冷方式进行冷却；(3)在所研究的镁合金AZ61轧制工艺中,最终产品有较好的组织和性能的工艺为：5mm坯料→400℃保温40min→热轧到2.5mm→空冷→400℃保温10min→热轧到1.5mm→热轧到1mm→水冷；(4)对于首次热轧后采用水冷却的轧制工艺,在300℃下进行退火,退火时间不宜超过20min,而首次热轧后采用空冷的轧制工艺,退火时间可以稍微延长,晶粒尺寸不会发生异常长大现象；(5)镁合金AZ61拉伸实验表明,在退火时间延长的情况下塑性增加,强度降低,拉伸断口趋于延性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 镁及镁合金
• 1.1.1 镁及镁合金的基本性质
• 1.1.2 镁合金的合金成分与牌号标记方法
• 1.1.3 镁合金的分类
• 1.2 变形镁合金的研究现状
• 1.2.1 大塑性热变形对合金件微观组织的影响
• 1.2.2 镁合金板材生产的研究状况
• 1.2.3 镁合金板材的冲压成形研究
• 1.2.4 变形镁合金的超塑性成形
• 1.3 磁场对金属材料作用规律的研究现状
• 1.3.1 稳恒或交变磁场的作用
• 1.3.2 脉冲磁场的作用
• 1.4 国内外双辊铸轧镁合金的研究现状
• 1.4.1 国外双辊铸轧镁合金的研究现状
• 1.4.2 国内双辊铸轧镁合金的研究现状
• 1.5 本课题研究的主要目的、意义及内容
• 1.5.1 本课题研究的主要目的
• 1.5.2 本课题研究的意义
• 1.5.3 本课题研究的内容
• 第2章 实验设备及实验过程
• 2.1 电磁铸轧实验设备
• 2.1.1 熔炼炉
• 2.1.2 铸轧机
• 2.1.3 供料箱
• 2.1.4 线圈
• 2.2 后续轧制实验设备
• 2.3 实验材料成分
• 2.4 实验过程
• 2.4.1 镁合金电磁铸轧
• 2.4.2 镁合金后续轧制
• 2.4.3 镁合金轧制板材的退火
• 2.4.4 拉伸实验
• 2.4.5 断口扫描
• 2.5 金相试样的制备
• 2.6 本章小结
• 第3章 AZ61镁合金的电磁铸轧
• 3.1 静磁场对镁合金铸轧组织的影响
• 3.2 电流对镁合金铸轧组织的影响
• 3.3 施加直流磁场和交流电流时的镁合金铸轧组织
• 3.4 本章小结
• 第4章 AZ61镁合金的后续轧制工艺研究
• 4.1 镁合金板材的轧制组织分析
• 4.1.1 冷却方式对镁合金显微组织的影响
• 4.1.2 保温时间对镁合金显微组织的影响
• 4.1.3 轧制工艺对镁合金显微组织的影响
• 4.2 镁合金轧制显微组织的形成机制
• 4.3 退火对镁合金板材终轧组织的影响
• 4.4 镁合金板材的力学性能分析
• 4.4.1 镁合金的拉伸断裂机制
• 4.4.2 拉伸试验力学性能比较
• 4.5 拉伸断口分析
• 4.5.1 拉伸断口的扫描分析
• 4.5.2 拉伸断口裂纹形成的微观机理
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 作者简介