大学毕业论文--az80镁合金挤压工艺研究-学位论文.doc

本科毕业设计（论文）AZ80镁合金挤压工艺研究学 院 名 称 ： 材料工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 江苏理工学院毕业设计说明书AZ80镁合金挤压工艺研究摘 要：本论文进行了一系列的应用研究工作，主要包括：AZ80镁合金材料和加工工艺的选择，AZ80镁合金材料的组织和性能的分析研究。研究所方法是先将镁合金铸锭通过加热到410保温12h的均匀化退火的方式处理一下，然后通过热挤压的方式加工成棒料，最后再进行适当的固溶跟时效热处理，再在进行了系统的力学性能测试和金相组织分析的基础上，选择出最佳的挤压工艺相关参数。经过系统的研究，获得AZ80镁合金材料最佳热处理工艺为：380固溶2小时+170时效18h。关键词：固溶时效；热处理；组织；强度AZ80 magnesium alloy extrusion technology was studied Abstract：This paper conducted a series of application research, mainly including: the choice of AZ80 magnesium alloy materials and processing technology, the analysis and research of the organization and performance of AZ80 magnesium alloy materials. Research method is to magnesium alloy ingot by heated to 410 heat preservation of 12 h of homogenizing annealing treatment, then through the way of hot extrusion processing into a bar, and then make the appropriate solid solution and aging treatment, and then in the system of mechanical properties testing and microstructure analysis, on the basis of choosing the best extrusion process related parameters. Through systematic study, to obtain the best heat treatment process of AZ80 magnesium alloy material is: 380 solution 2 hours 18 h + 170 ageing.Keywords：Solid solution aging; Heat treatment; Organizations; The intensity ofII江苏理工学院毕业设计说明书（论文）目 录第1章 文献综述11.1挤压成形工艺研究11.1.1挤压成形的定义.11.1.2挤压成形的原理.11.1.3金属挤压成形的特点21.1.4金属挤压成形技术发展的现状.21.1.5金属挤压技术的发展前景.31.2镁和镁合金的介绍31.2.1镁的介绍.31.2.2镁合金的介绍31.2.3镁合金的分类31.2.4镁合金的特点41.2.5镁合金的发展方向.5第2章 实验方案72.1实验材料72.2正挤压实验72.3热处理实验82.3.1实验目的.82.3.2实验设备.92.3.3热处理的类型及工艺参数.92.4金相实验102.4.1实验目的102.4.2腐蚀剂的配制102.4.3金相试样的制备102.4.4显微硬度测量.112.5力学性能实验.122.5.1拉伸试样的制取132.5.2实验设备15第3章 AZ80镁合金组织与性能研究.163.1原始材料组织及均匀化组织163.2挤压的工艺.193.2.1挤压工艺的参数193.2.2挤压温度对材料性能的影响.193.2.3挤压比对材料性能的影响2033挤压后的热处理22第4章 结论.28参考文献.29致 谢.30江苏理工学院毕业设计说明书第1章 文献综述1.1挤压成形工艺研究1.1.1挤压成形的定义将金属毛坯放入模具模腔内，在强大的压力和一定的速度的作用下，迫使金属从模腔中挤出，从而确保挤压件具有一定的力学性能。1.1.2挤压成形的原理挤压成形就是将所需要挤压的坯料加热到所需温度，然后将坯料加入挤压筒内，在挤压机的作用下使其通过挤压筒，通过形状、直径的改变使其性能组织发生改变，以获得所需要的结果，如图1-1所示。1-上模板；2-压板；3-凸模；4-挤压筒；5-凹模；6-下模板图1-1 挤压成形工艺原理示意图1.1.3金属挤压成形技术的特点 挤压加工与其它一次塑性加工在本质上的区别就在于，它是在一个近乎密闭的工具内，并且是在很高的静压力下进行的变形，因此具有如下基本特性：(1)在变形的同时可以使材料接台，因此可以挤压接合金属粉末、金属碎片、异种金属。如果有两种金属的变形抗力相差不太大的话，既便在室温也可以通过挤压来接合。(2)可以使脆性材料变形。(3)通过一道工序即可得到断面形状与模子出口形状相同的制品。(4)可以通过一道工序进行大变形量加工。(5)工具承受很大压力。(6)坯料断面形状可自由选择。(7) 工具和材料的接触时间长，容易 引起晶粒长大和表面裂纹。(8)工具和材料的接触面积大，使正挤压的挤压力增太。(9)一道工序只能加工装入工具内体积一定的坯料，增加了材料装卸等附加工序。同时由于变形及温度的不稳定，使挤压制品的质量在纵向上不均匀。1.1.4金属的挤压成形技术及发展现状 (1) 迅速发展的挤压设备。总的来说，就是急剧增加的挤压机数量. 不断扩大的挤压力，不断更新的结构型式，不断提高的自动化程度，得到广泛应用的油压挤压机。(2) 面貌一新的挤压模具。总的来说，就是从设计得计算、制模的技术、结构的选择、安装与拆卸的方法、新材料的研制以及提高模具寿命等方面都有很大发展。 (3) 不断改进和完善的挤压工艺。最近这些年，不仅仅只有改进和完善正反向挤压的方法及其工艺，还出现了许多强化挤压过程的新的工艺和方法。(4)挤压产品的总体结构发生了很大的变化。20世60年代至今，轻合金挤压材料的平均增长速度远远超过了钢铁材料的增长速度，其每年的平均速度高达9.5%。 1.1.5金属挤压技术的发展前景挤压加工的优势在于非常适合当今社会发展的要求。因为我们这个时代对高性能材料（即难以被加工和复合材料）的加工会变得越来越多。而且还需到在低成本的前提下进行许多品种的小批量生产，可以废弃物循环利用来节省资源。铸锭可以用来进行直接的加工，以便节约对铸锭进行加工的机器占地的面积。而且机器只要对其产生噪音的声源处进行适当的屏蔽，他对人群的噪音伤害也会随之大大减小。1.2镁和镁合金的介绍1.2.1镁的介绍镁的外观为银白色，自然界分布比较广的元素中就有镁，它的蕴藏量高达2.77%。同时，在海水中排第三的富有元素，它在海水中的百分比约为0.13%，镁的种类有很多，大约有60多种，镁的晶体结构为密排六方，在自然界以化合物的形式出现，并且活动性比较高的就是镁，主要存在于白云石，盐矿，地下水以及盐湖。镁的化合种类比较多，据了解有碳酸盐类，硅酸盐类等。1.2.2镁合金的介绍最轻的金属结构材料被称为镁合金，它的比强度高于铝合金，低于纤维塑料，它的机加工的成本比较低、具有优良的性能。而且随着科学技术的发展，镁合金的耐腐蚀性甚至比低碳钢还要好。它的物理性能，减振性和电磁性能都要高于铝合金，镁合金的力学性能比较好，所以真正压铸的时间比较短，模具可以使用很长的时间，比价适合于成形加工，其次，它的压铸件的性能也比较好，经常可以代替钢，铝合金，和塑料。而且相对于金属镁，它的易燃性也得到了很大的提高。它最大的优点就是可以回收利用，可以环保。就是因为这个优点，被人们称为“21世纪金属”，被应用于汽车，计算机等较多的现代化领域。1.2.3镁合金的分类镁合金有三种分类方式：分别为是否含锆、主要合金元素和成形的工艺。首先，按是否含镐可分为含锆镁合金和不含锆镁合金两大类，含镐的镁合金中主要的有：Mg-Ag-Zr 、Mg-Th-Zr、Mg-Zn-Zr、Mg-RE-Zr四大系列。不含镐的镁合金中主要的有：Mg-Mn、Mg-A1、Mg-Zn三大系列。Zr在镁合金中的主要作用就是用来细化晶粒。加入镐元素之后美合金的性能随之大大提高，镁合金在室温及高温下的性能有显著的提高。然后按合金化组元的数目可以分为二元，三元以及多元的合金体系。平时所见到的镁合金至少都含有两种及以上的合金元素。生活中我们可以把他们按其中主要的合金元素分为Mg-Li、Mg-Mn、Mg-Al等合金的系列。最后按照镁合金的成形工艺可以分为铸造镁合金跟变形镁合金。铸造镁合金就是经过铸造的方法直接加工出来进行使用的镁合金。变形镁合金就是用各种使镁合金发生塑性变形的然后成形的方法（即挤压，冲压等）加工出来的镁合金。虽然目前铸造镁合金远比变形镁合金应用广泛，但是镁合金材料经过变形之后，能够使它的组织变细，强度、延展性和力学性能得到更好的发展并且可以在各种不同的场合满足所需要的使用要求。因此，变形镁合金委会得到更大的发展空间也是未来发展的趋势。1.2.4镁合金的特点镁合金具有其它金属材料不可替代的独特性，是现如今在工程上应用的最轻的结构材料，镁合金优点如下：1)质量小 镁合金的密度小，只有189g/cm3,在所有商业金属中质量最小。它的质量只有铝的2/3,铁的1/4，也是金属结构中最轻的金属材料。由于镁合金在这方面的优点，所以镁合金以后在航天、航空方面将会被大大的开发利用。 2）导热性能良好 由于它的导热性能好，他可以被用来改善现如今使用量非常庞大的电子产品的散热问题，是电子产品的寿命大大提高。3）比刚度，比强度较高 由于镁合金的比刚度、比强度较高，所以在受到同样力的作用下的时候可以消耗更多的变形力。此外还具有减震，减噪的作用，用于汽车上可以大大提高人们驾车时的安全性跟舒适性。4）抗电磁干扰性好 由于它的抗电磁干扰性能良好，可以被用来作为防电磁干扰产品，减小产品，比如手机外壳等。5）加工性跟铸造性能好 由于镁和铁的化学反应低，所以当压铸时对铸模产生的损耗小，大大的提高了压铸模的使用寿命。6）切削性能良好 切削时候的加工速度远大于其他材料，而且加工的精度高。7）材料可回收 镁合金可以回收循环利用，这正符合了现在提倡的绿色环保的主题，这样不仅降低了使用成本而且节约了资源。截止到现在，镁合金作为工业中的轻金属材料，只被应用在比较狭小的领域中。并没有得到广泛的应用。与铝合金，钢铁材料等其他材料相比，镁合金的使用量还是比较少的。虽然镁合金的优点很多，但是使用量远不及铝合金跟钢铁材料，主要是由于镁合金还没有得到更多的关注，研究发展都不够充分，所以他的应用范围就比较有限。仅仅从镁合金自身来说，他的缺点如下：（1）塑性变形能力差 由于镁的结构为密排六方结构，所以镁合金的变形性能和工艺塑性的提高是镁合金得到广泛应用的关键。（2）耐磨性，耐腐蚀性差 由于镁合金的强度不高，所以镁合金不适用于经常有摩擦的部件的制造。而由于它的化学活性高，在常温下有时都可能发生氧化，所以镁合金的耐腐蚀性差。（3）高温下易燃 由于镁合金的化学性能比较强，在高温的环境下特别容易发生氧化，所以如何解决镁合金的这个问题的方法也成了材料研究领域的一个热点。1.2.5镁合金的发展方向（1）高强耐热镁合金现有的镁合金的室温塑性、强度、高温强度和抗蠕变性能都有待进一步提高。耐热性能差是阻碍镁合金被广泛应用的主要原因。一旦镁合金在温度较高的环境中的时候，它的化学活性强跟耐高温性差就会使它的整体性能大大的降低。所以目前镁合金还很难作为需要在高温环境下工作的关键零件。所以高强耐热镁合金就成为了重点研究的方向。目前已开发的耐热镁合金中所采用的合金元素主要有RE、SI、Ca及Sr等。稀土是用来提高镁合金耐热性能的主要元素，QE22、WE54等含有稀土元素的镁合金就具有与铝合金相当的高温强度。（2）超轻镁合金镁锂合金是迄今为止密度最小的合金材料。以镁和锂为主要元素而制得的镁锂合金的密度一般为1.35-1.65g/cm3,比普通镁合金轻1/4-1/3,比铝合金轻1/3-1/2，所以镁锂合金也被称为超轻合金。由于锂的加入，镁的密排六方结构向体心立方结构转变。锂含量为0-0.5%时，镁锂合金为相；锂含量为5.7%-10.3%时，为+相；锂含量大于10.3%时，为相。体心立方结构的相具有更多的滑移系，故镁锂合金具有更好的变形性能，甚至超塑性。通常镁锂合金的强度很低，加入AL、Zn、Si、Mn、和RE等元素可提高合金的强度和组织稳定性。高强超轻镁锂合金的开发是镁合金研究的一个热点。（3）变形镁合金虽然目前铸造镁合金产品的用量远远大于了变形镁合金的产品用量，但是镁合金材料经过变形之后，能够使它的强度、延展性和力学性能得到更好的发展并且可以在各种不同的场合达到所需要的使用要求。因此，变形镁合金委会得到更大的发展空间也是未来发展的趋势。新型变型镁合金及其成型工艺的开发，已受到国内外才来哦工作者的高度重视。第二章实验方案2.1实验材料本次试验所采用的AZ80铸锭均为未经过任何的处理原始态，其合金成分具体参数如表2-1所示：表2-1 实验用AZ80镁合金成分（wt%）AlZnSiMnCuNiFeMg8.50.50.100.150.050.0050.005其余2.2正挤压实验先把准备好的铸锭拿出来通过均匀化热处理一下，拿出来空冷至室温。然后将冷却好的试样经过车削加工到38mm的棒状试样，所东西准备齐全后在1200吨的挤压机上采用正向挤压的方法进行挤压。挤压示意图如图2-1所示。挤压筒和模具都采用淬火钢制成，挤压筒的直径采用40mm的，凹模采用三种挤压比来做。分别为=3、6、10。为了挤压的顺利进行，挤压的过程中，在每次挤压之后都要把挤压筒跟凹模的内壁清理干净。为了防止模具跟材料温度相差太大而造成的激冷现象，需要对模具也进行加热。加热温度一般为试样温度以下20到30。图2-1铸锭正向挤压模具示意图镁合金所采用的典型的挤压温度为300到450。具体采用的温度还是要根据挤压材料的品种、形状等因素来具体确定。一般变形程度的大小通过挤压比来表现出来。即=A0/ A1=(d0/d1)2；我们此次试样所选择的挤压分别为=3、6、10三个挤压比作为研究对象具体的挤压参数如表2-2所示。-挤压比；A0-表示原始试样的截面积；A1-表示挤压过后式样的截面积；d0-表示试样原始式样的直径；d1-表示挤压过后试样的直径；表2-2 AZ80挤压方案挤压比坯料长度挤压温度挤压前加热时间h铸态均匀化处理后3（d=23）803002080350208040020804502010 (d=13)803502080400206 (d=15)8030020803502080400202.3热处理实验2.3.1实验目的对试样进行热处理主要是为了改善材料的机械性能。通过将试样放在炉中加热到一定温度之后进行保温，然后通过适当的冷却方式，最后使材料的组织结构发生一定程度的改变，减少组织内部的缺陷，使材料的潜能得到充分发挥，让材料的综合性能得到提高。2.3.2实验设备热处理设备是普通电阻炉，型号为KBF1100，如图2-2所示。由于镁合金化学活性较高，容易氧化，特别是在高温下，而且氧化的速度非常快。通常为了减小镁合金的氧化程度，都会采取以下措施：通入保护气体，或在真空炉中加热。本试验采取的方法是直接在电阻炉中加入少许二氧化硫气体。图2-2 箱式电阻炉2.3.3热处理的类型及工艺参数本次试验经过查阅资料讨论确定了三种热处理类型：固溶处理（T4态）、人工时效(T5态)和固溶处理+人工时效(T6态)。固溶处理（T4态）试验了3种工艺参数，在三种不同的温度下，试样采用温水淬火。人工时效(T5态)试验了1种工艺参数，试样采取空冷。固溶处理+人工时效(T6态)试验了3种工艺参数，如表2-3所示：表2-3 AZ80镁合金热处理实验工艺参数热处理名称热处理代号 固溶处理 人工时效 温度 时间h 温度 时间h 固溶处理T4 380 2一一T4 4102一一T4 4402一一 人工时效T5一一17018固溶处理+人工时效T6 380217018T6 410217018T6 4402170182.4金相实验2.4.1实验目的材料内部的组织结构对材料的性能有着很大的影响，通过金相实验来对挤压态及热处理态镁合金进行内部组织的观察，通过观察他们的形态、分布、晶粒、晶界、析出物等微观的组成，然后通过对比得出热处理对材料的影响。2.4.2腐蚀剂的配制本次试验所使用的腐蚀剂为苦味酸腐蚀剂具体配方如下：苦味酸1.5g，乙酸5ml，水10ml，乙醇25ml。2.4.3金相试样的制备实验时，依次使用200目、400目、600目、800目、1200目的砂纸进行打磨，然后在抛光机上进行抛光（抛光布采用的是细呢子布,抛光剂采用的是金刚石抛光剂）。抛光后用配制好的腐蚀剂进行腐蚀，腐蚀时间为1到5s。然后用水冲干净，滴适量的酒精在试样上用吹风机吹干。最后使用XJZ-6A金相显微镜进行金相观察及照片采集。如图2-3所示。图2-3 XJZ-6A金相显微镜2.4.4显微硬度测量把热处理后的材料先全部进行粗磨一遍，然后用砂纸打磨到1200目，然后抛光，去除表面杂质并且保证材料上下两个面之间平行，避免影响测出的硬度值。然后在HVS-1000型数显显微硬度计上测量。如图2-4所示。测量硬度时用本子记好，每个材料保证至少要测8个点，当出现数值偏差较大的时候应当多测几个点，然后去除最大和最小值取中间的数值，最后算出平均值，用excel表格整理好数据。图2-4 HVS-1000型数显显微硬度计2.5力学性能实验材料的力学性能即机械性能，它是指材料在受力或受功的情况下，或者在摩擦、温度、加工方式等一系列内、外界因素的作用下而表现出来的宏观的塑性和强度大小的总称。对材料的力学性能做一个测试，检测方法主要有动力实验跟静力实验两大类。本次试验仅仅做室温的情况下的静力学拉伸实验。静力拉伸试验就是指在通过机器对试样施加一个稳定的单向静拉力，检测出被测试样的塑性跟强度指标，然后在电脑上显示出应力跟应变的关系的一种简单而又方便的方法。通过应力应变曲线我们可以看出试样在静力拉伸试验中的一般失效形式：弹性变形，塑性变形和断裂。这种实验的特点就是温度是一定的，加载大小跟速度都是由机器来控制的，非常的精准。试样的形状一般为骨装跟棒状，相关尺寸可以根据国标来选择。由拉伸试验我们可以检测出材料的一些基本的参数。例如：屈服强度、抗拉强度和断后延伸率等。断后延伸率就是指材料在拉断后，它伸长的长度与原始标距长度的比值。屈服强度就是指材料在受力大于它的弹性变形力后的塑性变形区里的一个点的力。抗拉强度就是指材料抵抗变形的能力。这些数据都是评定材料力学性能好坏的重要指标。2.5.1拉伸试样的制取图2-5 棒状图试样图2-6 棒状试样拉伸前图2-7 骨状图试样图2-8 骨状试样拉伸前(a)(b) (d)(c) 图2-9拉伸试验后试样根据国家标准金属材料室温拉伸试验方法(GB/T228-2002)，将不同状态的棒材制备成圆形横截面比例试样R4(直径d=8，过渡弧半径垒0.75d，原始标距L0=5d，平行长度LL0+d/2)。试样如图2-5所示，原样如图2-6所示。薄板类的试样的夹持头部一般应比其平行长度部分宽。式样的头部平行长度与拉伸部位平行长度之间应有至少18mm的过渡圆弧相连接，头部宽度至少为20mm，但不要超过40mm。通过协议，也可以使用不带头的试样，两夹头间的自由长度应等于L0+3b。对于宽度小于或等于20mm的产品，试样宽度可以相同于产品的宽度。试样如图2-6所示，原样如图2-8所示，拉伸后试样如图2-9所示。2.5.2实验设备拉伸试验在新三思CMT-5105微机控制电子万能试验机上进行。如图2-7所示。在实验前我们需要将机器先清理干净，防止夹料的时候出现夹不紧，或者大货等现象。试验采用匀速单向位移拉伸的方法，拉伸的速度为2mm/min。数据由机器的感应部分自动读出，然后传到电脑上，最后记录下数据。本次实验所测的力学性能包括：延伸率、抗拉强度b和屈服强度s。图2-10 新三思CMT-5105微机控制电子万能试验机第三章AZ80镁合金组织与性能研究3.1原始材料组织及均匀化组织 如图3-1是AZ80镁合金原始的铸态组织，我们从图中可以看出，原始的铸态组织中会有大量的枝晶偏析，其组织呈现树枝状，主要是由白色的-Mg基体相和其中呈网状连续分布在晶界和基体上的黑色-Mg17AL12相所组成。其抗拉强度b=165MPa,屈服强度s=165MPa。研究表明组织和成分的非平衡状态将会对合金的性能造成很大的影响。组织中非平衡相的存在容易在变形和加热过程中造成材料过早的发生过烧，而报废。同时组织中的脆性相和晶内成分偏析可在一定程度上降材料的塑性，从而大大的增加了材料的变形抗力，增加了对变形设备的要求。所以通常在塑性变形前要对坯料进行均匀化处理。50m图3-1 AZ80镁合金原始铸态组织图3-2分别为AZ80镁合金经3908h，12h,16h与4108h，12h,16h均匀化处理后的金相组织图。由图可知，经均匀化处理后原始铸态组织中的枝晶偏析得到一定程度的改善。经3908h，12h,16h均匀化处理后黑色的-Mg17AL12相基本上溶入了基体中，而且晶界处组织随着时间的增长，晶界处的线条也变得越来越明显，不过基体中成分不均匀。但经4108h，12h,16h小时均匀化处理后，-Mg17AL12 相基本上都溶解在了基体中，只有在少数的几个晶粒部位存在一些呈现点状分部的-Mg17AL12相，而且境界线条非常明显。这是因为在均匀化处理之后的冷却过程中，AL从过饱和的-Mg 固溶体中析出所造成的。从图中我们还可以看出，在经过均匀化处理后，每个晶粒的尺寸也得到了一定的细化。根据组织跟硬度值（见表3-1）的情况，经过选择确定最佳的均匀化方案为41012h。(a)(b)50m50m50m50m(c)(d)50m(f)50m(e)图3-2不同温度的均匀化热处理后AZ80镁合金组织相图（a）3908h均匀化热处理;（b）39012h均匀化热处理;（c）39016h均匀化热处理; （d）4108h均匀化热处理; （e）41012h均匀化热处理;（f）4108h均匀化热处理表3-1 原始态跟不同均匀化处理后组织的硬度值3.2挤压的工艺3.2.1挤压工艺的参数本次AZ80镁合金正挤压方案采用=3,6,10挤压比分别使用300，350，400，450四种温度，研究不同挤压温度，不同挤压比的情况下，组织的变化情况。由于铸锭数量的问题，=6的只做300，350，4003个温度，=10的只做350，400的2个温度。具体方案件表2-2。3.2.2温度对材料性能的影响如图3-2分别为AZ80镁合金在相同挤压比不同的温度下，试样的金相组织图。可以看出，在挤压温度为350时，晶粒比较粗大且晶界不明显；当挤压温度为400时，组织得到明显的细化且晶界变得清晰，但也有部分没有被细化，所以晶界显得不均匀；当挤压温度为400和450时组织均匀，晶粒细化。20m(b)(a)20m20m(d)20m(c)图3-2挤压比为3时挤压态金相图（a） T=300； (b) T=350； (c) T=400； (d) T=450表3-2不同挤压温度的力学性能温度（）抗拉强度b（MPa）屈服强度s（Mpa)断后延伸率(%)3003202656.83503402958.74003252957.44503253105.8表3-2是AZ80镁合金在挤压比为3，在不同温度下挤压的棒料的抗拉强度b,屈服强度s和断后延伸率。可以看出，随着温度的增加材料的抗拉强度逐渐增大，在350之后慢慢减小，抗拉强度分别为320、340、325和325MPa。相比原态随着挤压温度的改变抗拉强度都得到了提高。随着温度的增加材料的屈服强度逐渐增大。屈服强度分别为265、295、295和310MPa。断后延伸率同屈服强度一样先增大后减小。总体来看当挤压温度在350时，综合性能最好。3.2.3挤压比对材料的影响图3-3为在400下不同的挤压比的金相组织图。可以看出，在挤压比为3时，晶粒比较粗大。挤压比为6时，晶粒变细，但是也有部分没有得到细化，因此晶粒显得不均匀；当挤压比为10时，晶粒细化，组织均匀。由上面的结果可以得出，随着挤压比的增大，晶粒明显得到细化。(b)50m(a)50m50m(c)图3-3温度为400挤压态组织（a）=3； （b）=6； （c）=10表3-3 不同挤压比的力学性能挤压比抗拉强度b（MPa）屈服强度s（Mpa)断后延伸率(%)33253105.863409212103559111.5表3-2是AZ80镁合金在挤压温度在400，在不同挤压比下挤压的棒料的抗拉强度b,屈服强度s和断后延伸率。可以看出随着挤压比的增大抗拉强度逐渐增大，分别为325、340和355MPa。相比原态随着挤压温度的改变抗拉强度都得到了提高。屈服强度随着挤压比的增加逐渐减小，分别为310、92、91MPa。断后延伸率同屈服强度一样，随着加压比的增大先变大，然后减小。3.3挤压后的热处理为了提高效率，选取挤压比=10，T=400的试样作为研究对象，对其进行T4，T5，T6态的热处理，具体热处理参数见表2-3。组织如下图3-4,热处理的硬度值如表3-4所示：(b)20m(a)20m(d)20m(c)20m(f)20m(e)20m(g)20m图3-4 AZ80热处理组织（a）3802h； （b）4102h；（c）4402h；（d）17018h； (e)3802h+17018h；(f) 4102h+17018h（g）4402h+17018h表3-4 热处理硬度值从图3-4的(a)(c)可以看出，固溶处理后的组织比较清晰，只有在某些晶内的少数部位存在一些呈现点状分部的-Mg17AL12相，随着固溶温度的增高，-Mg17AL12相基本上消失。从表3-4中的曲线可以分析出，通过固溶时间的增加，AZ80镁合金的硬度将会慢慢的下降。镁合金在固溶处理之后，组织中的-Mg17AL12相分解形成过饱和固溶体，由于这种组织的显微硬度低，导致合金的整体硬度跟着下降。在固溶的过程中（380到440之间），它的硬度值的变化不大。但总体来看还是呈下降趋势。因为在一开始的时候，组织当中含有较多的第二相。所以在固溶分解的时候速度比较快，导致了合金硬度的下降。具体原因是由于合金组织中硬脆的-Mg17AL12相的数量的减少。其次，由于在较高的温度下进行了一段时间的保温，在晶界上的少量-Mg17AL12相开始慢慢的变软，起不到将晶界固定在原地不动的作用。最终，晶粒在这样的情况下逐渐的长大，使得合金的强度下降。从图（d）（g）可以看出，AZ80镁合金经过时效处理之后，在固溶阶段溶入基体组织中的第二相慢慢的析出。我们可以由此得出一个简单的结论，析出相的形态及数量与时效的温度和时间有着密切的联系。当温度一定时，随着时间的增加，析出相的数量逐渐增加，并且在开始时的增加的速度明显大于结束时期。等到析出达到平衡之后，析出物的形态发生显著变化，由细条状向片状过渡。这种变化与合金的力学性能有很大的关系。从图3-4中的曲线可以看出，380固溶处理2h+170+18h的时效的强化效果优于挤压态的时效强化效果，因为2h固溶处理之后，-Mg17AL12相的分解溶入更加的充分，在时效处理过程中，基体组织过饱和的程度要明显的大于挤压态过饱和的程度。过饱和的程度变大时，第二相得分解、析出速度快，并且析出的相分布更加的均匀，起到了明显的弥散强化效果，使得合金的硬度值得到大幅的提高。380固溶处理2h+170时效处理18h后，-Mg17AL12相的析出很明显，并且迅速的布满，相颗粒的表面，随着时效时间延长，在其析出数量上的变化并不明显，但形貌的变化很大。-Mg17AL12相的这种聚集长大恶化了合金的力学性能，使合金的硬度值逐渐下降。总的来说，根据热处理后镁合金的合金相图及其硬度值，我们可以得出镁合金挤压后的最佳方案为380固溶处理2h+170时效处理18h。其他材料的热处理方式均按最佳热处理方式来做。其他材料热处理后的合金组织如图3-5：20m20m(b)(a) 20m20m(d)(c)(f)20m(e)20m 20m20m(h)(g)图3-5 其他热处理组织（a）=3，T=300；（b）=3，T=350；（c）=3，T=400；（d）=3，T=450；（e）=6，T=300；（f）=6，T=350；（g）=6，T=400；（h）=10，T=350；表3-5 其他材料热处理后的力学性能温度（）挤压比抗拉强度b（MPa）屈服强度s（Mpa)断后延伸率(%)30033453253.535033353352.840033503203.2545033455.2530063658210350630690140063451001.5350103709710表3-6 其他材料的硬度值从图3-5的(a)(d)可以看出，挤压比都为3，经不同挤压温度，在经过同一热处理后组织晶粒最细的为=3，T=400通过380固溶处理2h+170时效处理的材料。他们的抗拉强度随着的升高先下降，然后上升在下降，屈服强度随着温度的升高先下降后上升。延伸率随着温度的升高先降后上升。总的来说挤压比同为3综合性能最好的为T=400。从(e)(g)可以看出挤压比都为6，经不同挤压温度，在经过同一热处理后组织晶粒最细的为=6,T=350通过380固溶处理2h+170时效处理的材料。他们的抗拉强度随着的升高先下降后上升，其屈服强度随着温度的升高而升高。延伸率随着温度的升高先降后上升。图（h）挤压比10的棒料抗拉强度最高，综合性能好。第四章 结论在课题的研究过程中，我实现了理论与实践相结合的过程。开始查阅了相关的很多的相关文献资料，了解了AZ80镁合金