镁合金室温力学性能尺寸效应研究+文献综述(2)
但是由于镁合金具有特殊的密排吹冰方结构，其室温下塑性变形能力较差，这大大限制了镁合金的应用范围，为扩大镁合金的应用范围，利用各种塑性变形方法来制造镁合金制品是镁合金发展的一个大趋势。虽然对镁合金的研究已经取得一定的进展，但适用于镁合金生产的塑性加工技术还不够成熟和完善，随着微成形尺寸效应对材料性能的重要影响，即随着试件尺寸的减小,材料屈服强度、抗拉强度和延展性等力学性能都会发生很大变化，所以，进一步对镁合金室温力学性能尺寸效应的认识研究对于经济及社会发展具有至关重要的作用[3]。
1.2 镁合金的挤压成形工艺
挤压是一种有效的镁合金半成品塑形加工方式，它包括正向挤压、反向挤压、等通道挤压等。变形镁合金的挤压温度一般在200℃—400℃之间，挤压一般是不需要保护气氛的。坯料挤压成形后进行热处理，可以获得细小而均匀的合金组织，去除残余应力，稳定形状和尺寸，改善其使用性能。
1.2.1 正向挤压工艺
正向挤压是一种传统挤压方式，它是对挤压筒中坯料的一端施加压力，使之通过模孔以实现塑性变形的一种压力加工方法。镁合金在挤压过程中，影响材料组织和性能的工艺参数主要包括：坯料温度、模具预热温度、润滑剂、挤压速度和挤压比等。
（1）前期准备：由于镁合金铸造时冷却速度快，铸锭难以得到完全平衡的组织。因此在挤压变形前应对铸锭进行均匀化处理。本实验在623K左右经过72h均匀化处理后，原来分布在晶界的低熔点β相基本上溶解在基体中，而晶粒大小没有太大的改变，材料的挤压性能得到大幅度提高[4]。
（2）坯料温度：是挤压工艺中最重要的参数，直接决定着挤压过程的进行，同时还影响成品率、产品的质量以及组织和力学性能。镁合金挤压时，坯料的加热温度主要取决于合金的种类和挤压件的复杂程度，一般在573K-723K。挤压件形状复杂时，坯料温度可以取上限。此外，在挤压的过程中还应考虑变形热和摩擦热。一般说来，金属塑性变形时变形能的90%-95%转变为热量。这些热量可使挤压件温度升高，屈服强度降低，因而在一定的变形力下可达到的变形程度增大。本实验采用573K和623K左右的温度对坯料进行预热处理。
（3）模具预热温度：由于镁合金的变形温度范围较窄，与冷漠接触时极易产生裂纹，再加上坯料降温过程快会降低材料的流动性能，因此必须对模具进行加热。由于坯料和模具接触的面积较大，变形时间较长，模具的加热温度一般要低于坯料的加热温度。挤压筒、垫片、模具的温度一般比坯料的温度低25K-50K，以补偿由于摩擦热、变形能而引起的温升，本实验对模具在573K进行预热处理。
（4）润滑剂：镁合金挤压时，为了减少坯料与挤压筒及挤压模具之间的摩擦，防止黏模，降低摩擦力，改善金属流动性，提高模具使用寿命，可以采用润滑剂。本实验采用石墨和机油的混合物对预热后的坯料和模具进行润滑。
（5）挤压速度：对挤压成形件有很大的影响，但由于挤压速度的大小受许多因素的影响，因此很不容易确定。挤压速度的选择原则是：在保证制品不产生表面裂纹、毛刺、弯曲、间隙、扩口以及尺寸等质量问题的前提下，在挤压机允许的范围内，挤压速度越快越好。
（6）挤压比：为使镁合金挤压件获得较佳的晶粒组织和理想的力学性能，必须使断面收缩率保持在一定的范围内，即确定合理的挤压比。Takeshi Yamaguchi[5]等人研究了挤压比对镁合金挤压件的组织与力学性能的影响。由于时间的限制，本实验在挤压比方面的影响只研究了挤压比为8,16,32的试样的组织和硬度的比较。
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