镁合金热微挤压工艺研究+文献综述(8)
(2)挤压路径
根据连续道次间试样旋转的角度，ECAP有典型的四种装料方式：A、Bc、Ba、C四种方式。
方式A：试样每道次通过模子的方位不变。
方式Bc：试样每道次通过模子后绕轴向依次顺时针旋转90°。
方式Ba：试样每道次通过模子后顺时针旋转90°后逆时针旋转90°交替进行。
方式C：试样每道次通过模子后绕轴一次旋转180°。
研究表明[33,34]，沿路径Bc挤压后能够最有效的细化组织，形成大角晶界超细晶，路径C次之，而路径A和路径Ba最差。W. J. Kim等 [35] 研究了AZ61镁合金在548K分别沿Bc路径和A路径经不同道次挤压后力学性能的变化。结果表明，AZ61镁合金沿Bc路径经4道次挤压后，合金晶粒变得均匀，经8道次后，可获得平均粒径为8μm、均匀细小的等轴晶，在8道次后沿Bc路径挤压的AZ61镁合金的屈服应力和抗拉强度比A路径的低，而伸长率比A路径的高。刘英等[36]采用Φ=120°的模具进行等通道转角挤压时发现，不同路径对AZ31镁合金力学性能的影响不同。挤压温度为300℃时，A、Bc、C路径l道次后在试样表面或内部容易产生裂纹，而Bc路径可顺利实现较多道次的挤压。
(3)挤压道次
ECAP挤压道次对镁合金的显微组织有重要的影响。研究表明[37]，传统挤压态AZ31镁合金经过ECAP挤压一个道次后，晶粒明显细化，而后随着挤压道次的增加，逐渐演变为均匀细小的等轴晶。同时，材料的硬度也随着ECAP挤压道次的增加迅速上升，经过2道次ECAP加工后，材料的硬度趋于饱和，以后逐渐降低。
晶粒的取向会随织构的变化而改变，从而引起塑性变形机制的发生变化。W．J．Kim[38]等发现经过1道次挤压后，镁及镁合金中部分基面与挤压方向平行的硬取向晶粒通过旋转变成软取向晶粒，晶粒细化的强化效应与织构所引起的软化效果大致相当。经过2道次挤压后，大部分晶粒的基面均为软取向，织构所引起的软化效应超过了晶粒细化所引起的强化效应，从而屈服强度显著降低。
(4)挤压温度
ECAP挤压过程中温度对材料组织性能的影响也十分显著。温度的升高会减弱晶粒的细化效果。因为过高温度下晶粒的长大抵消了晶粒的细化效果，高温下回复更易发生，使位错消失的速度加快，不利于大角度晶界的形成。但是温度过低又会引起镁合金表面开裂。C. W. Su等[39]的研究表明，ECAP对AZ31镁合金的晶粒细化效果与挤压温度有关，随着挤压温度的降低，晶粒细化作用增强。姜巨福等[40]的研究表明，ECAP对AZ91D镁合金的力学性能随着挤压温度变化而变化，强度和韧性的降低是晶粒的细化速度和长大速度平衡的结果。在挤压温度从250℃变化到300℃的过程中，开始时晶粒的长大速度远小于晶粒细化的速度，即在此过程动态恢复和动态再结晶占优势，力学性能增加很快；挤压温度达到300℃时，晶粒细化速度和晶粒长大速度达到平衡，此时晶粒尺寸最小，材料的强度和韧性达到最高，力学性能最好；当挤压温度超过300℃之后，晶粒长大的速度明显开始大于晶粒的细化速度，材料的力学性能开始下降。随着挤压温度的继续升高，晶粒长大速度明显大于晶粒细化速度，力学性能开始明显下降。如图1.4所示。
图1.4 挤压温度对力学性能的影响[40]
ECAP挤压温度还影响挤压过程中镁合金织构的形成[41]。在约473K相对较低温度挤压时，形成基面平行于剪切面即基面与挤压方向成45°方向的织构；在约573K相对较高温度下挤压时，形成基面平行于挤压方向的织构。
(5)挤压速度
Berhon等[42]研究了挤压速度在0．1~10mm/s时对99．99%Al和Al-1%Mg合金晶粒细化的影响，结果证实，前者挤压后的晶粒尺寸为~1.2μm，后者为~0.5μm，挤压速度大小虽在一定范围内对晶粒尺寸无明显影响，但会影响挤压后晶粒分布的均匀性。对于难变形的镁合金，一般选取较低的挤压速度，降低挤压力，能获得均匀的细化晶粒。