镁合金室温力学性能尺寸效应研究+文献综述(5)
（2）采用电子万能实验机进行不同厚度下AZ31B镁合金的拉伸实验，获得屈服强度、抗拉强度，延伸率等数据。
（3）分析热挤压工艺对AZ31B镁合金微观组织和力学性能尺寸效应的影响。
（4）分析ECAP工艺对AZ31B镁合金微观组织和力学性能尺寸效应的影响。
2 实验材料和方法
2．1 实验仪器和实验材料的选择
2．1．1 实验仪器的选择
表2.1显示了该实验所需的基本实验仪器。其他还包括水磨机，金相砂纸，游标卡尺，抛光机，托盘天平，烧杯，量筒，玻璃棒等。
表2.1 实验仪器
名称 型号 生产商/生产地
箱式电阻炉 RX4-20-12
卧式挤压机 YJJ-500B 无锡威特有限公司
液压机 YQ32-100
电火花数控线切割机 DK77-7720
电子万能试验机 CSS-4410
金相光学显微镜 OLYMPUS.GX41
布洛文光学硬度计 HBRV-187.5
2．1.2 实验材料的选择
本实验选择商用的变形镁合金棒材AZ31B,坯料成分见表2.2。热挤压坯料的直径为29mm,高度150mm。为了消除坯料的内应力，对坯料进行均匀化处理，并采用双级热处理220℃×12h＋400℃×24h。之所以用双级热处理，是为了让第二相更充分溶解到基体中当去。在220℃保温12h时，一些低温相固溶，然后升温继续固溶，这使得第二相固溶更加充分。
表2.2 AZ31B镁合金成分(wt.%)
Al Zn Mn Cu Fe Ni Si 杂质 Mg
3.0 1.0 0.3 ≤0.05 ≤0.005 ≤0.005 ≤0.10 ≤0.30 其余
2．2 实验方法
2．2.1 热挤压实验
本实验采用正向挤压法，为获得不同的组织结构，采用的挤压比分别为8、16、32，挤压模具如图2.1所示。挤压前模具在箱式电阻炉中250℃预热2小时，挤压速度为6mm/s。另外挤压筒在实验前也需进行预热，但其预热温度要比坯料的温度低25℃-50℃左右，以补偿由于摩擦热、变形热引起的升温造成的制品表面质量下降和晶粒尺寸的长大。实验中的润滑剂采用石墨和机油的混合物。为了获得不同挤压温度下AZ31B镁合金组织和性能的影响规律，本实验坯料采用两个温度，分别为250℃、300℃。对于圆棒的挤压比是按照以下公式计算的：
(2.1)
式中：G为挤压比；D0为圆筒直径；d为挤压出棒材的直径。
经热挤压后的棒材坯料，在电火花数控线切割机上进行切割，取样平行于挤压方向、垂直于挤压方向、与挤压方向成45°，三个取样方向如图2.2所示。得到厚度为0.25mm,0.50mm,1.00mm,2.00mm的一系列工字型试样，如图2.3所示。
图2.1 热挤压模具
图2.2 热挤压时拉伸试样取向 图2.3 拉伸试样尺寸
2．2.2 等通道挤压实验
等通道挤压实验所用的模具材料为5CrMnMo，如图1.1，模具的入口和出口通道直径都为30mm，模具两通道交角为Φ=90°，外接过渡圆弧为Ψ=0°。实验前分别将试样和模具预热到等通道角挤压实验的实验温度250°C，模具预热时间为2-3小时，试样预热时间为45-60分钟。
将圆棒表面涂上机油与石墨的混合润滑剂，之后放入模具当中，以10mm/min的挤压速度，进行2和4道次的挤压。每次挤压后将棒料沿着挤压轴 按同一方向旋转90°后再进行下一次挤压，即采用BC路径。之所以采用Bc方式，是因为研究表明[15-16,26]，沿路径 Bc 挤压后能够最有效地细化组织，形成大角度晶界超细晶从而提高材料的塑性。最大挤压道次确定为4，是因为Bc方式挤压4道次后，应力单元形貌恢复初始状态且可以获得ECAP加工最好的强度[27-28]。
上一篇：铅锌尾矿蒸压硅酸盐制品性能研究