AZ31镁合金材料的电塑性研究+文献综述(4)
根据金属变形的主变形图，轧制属于两向延伸、一向压缩的主变形方式，因此轧制不利于充分发挥镁合金的塑性变形能力，一般针对合金化程度较低，塑性较高的镁合金系材采用轧制工艺来生产板材，如典型的高塑性类Az31合金和M1A合金。但对于有色金属材料制品而言，70％以上产品是板、带材，因此通过轧制获得变形镁合金板材是变形镁合金材料最重要的生产方式。由于密排吹冰方的镁变形能力有限，为使锭坯获得较大的变形量和减少裂纹的产生，轧制变形一般采用热轧工艺。根据合金成分的不同，热轧可以在300～450℃之间进行。热轧时的道次压缩率应控制在10％～30％之间，若变形过程中板料温度降低，则需要重新加热，以保证热轧过程的进行。除热轧外，镁合金板材还可以进行温轧或冷轧，但其变形量一般不大，而且冷轧的板坯一般经过热轧开坯或挤压开坯，使粗大的晶粒经过变形被破碎或发生再结晶获得细小晶粒，提高塑性变形能力后才冷轧。
（6）累积轧制
累积轧制(ARB)的基本原理是将板材裁剪、堆垛、轧制，再裁剪进行下次循环，以获得需要的累积应变量。其特点在于：①轧制温度低于材料的再结晶温度，防止再结晶削弱其累积应变量；②每道次的压下量不得低于50％，以保证轧制后板材能够焊在一起；③ 在每次轧制前，需要对板材进行表面处理，使板材在轧制后结合界面有足的强度；④ 细化能力强，与ECAE细化能力相当，轧制道次越多，组织越均匀。[9]
（7）镁合金的冲压成形技术
镁合金在常温下塑性差，易裂，所以不采用在常温下进行冲压成形，一般板材热冲压都采用在150℃以上进行。在175℃镁合金板杯形件拉深的拉深比可达2.0，而在225℃时可达3.0，超过了钢板和铝板在室温下的拉深比(分别为2.2和2.6)，据小坂田研究，镁合金板材在250℃左右拉伸时具有超过铝合金和低碳钢的常温拉伸极限的拉伸比。德国大众公司开发出了镁合金汽车覆盖件的热冲压技术，成功地生产出汽车内门板。德国奥迪汽车公司采用热冲压法成功地生产出镁合金汽车件。典型的镁合金零件有汽车内门板，例如Polo两门车应用内镁外铝混合车门，用镁板可比用钢板减重50％，比用铝板减重20％。镁合金拼焊板冲压件也是镁合金的一个重要应用方式。
（8）电塑性加工
电塑性效应(electroplastic effect)最初是在1963年由前苏联学者Troitskii和Lichtman发现的，其原理是通过高密度的脉冲电流使金属基材料内部原子运动的能量升高，改变金属中位错的激活能，加快运动位错的速度，打开位错问的缠结，从而克服其滑移面上的障碍，极大的提高金属的塑性。利用电塑性效应降低材料变形抗力的加工方法即电塑性加工技术。电塑性加工技术最主要的应用是在金属的拉丝工艺方面，随着电塑性加工技术理论的不断成熟和完善，电塑性加工技术作为一种金属线材的新制备技术受到重视。但目前电塑性加工技术研发主要集中在纯金属和Fe，Al基合金方面，针对镁合金丝材的电塑性加工相关工作开展较少。国内，清华大学的田昊洋等针对AZ31镁合金丝材进行了相关的电致塑性拉拔工艺研究，结果表明，在拔制过程中引入脉冲电流，其抗拉强度降低，延展率升高，塑性得到了显著提高。如图1-2
图1-2 不同方式处理后AZ31B试样的力学性能
同时，在常规拉拔过程中，基体中容易发生大量的孪生，随变形的进行孪生会更多，孪晶会相互碰撞，孪晶的尺寸会减小，此时晶格发生严重的畸变。但引入合理参数的脉冲电流加工后的镁合金丝材组织中同时存在大尺寸晶粒和小尺寸晶粒引。在大尺寸晶粒中依然存在着很多孪晶，表明大晶粒中滑移和孪生是变形的主要机制，而小晶粒晶界的滑动、移动和转动协调了变形，使变形可以顺利继续进行。由于晶粒细小，增加了可以滑动的晶界表面积，从而使小晶粒通过晶粒问晶界的滑动协助大晶粒变形，这两种机制共同作用提高了镁合金的变形能力。
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