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锻压技术:挤锻复合成形汽车高强镁合金的组织与性能

2023-04-27
摘要: 本文尝试对汽车用 Mg-6Al-4Sn 高强镁合金进行了挤锻复合成形, 并研究了挤锻复合成形Mg-6Al-4Sn 汽车用高强镁合金的显微组织、 力学性能和耐腐蚀性能。

  【作 者】武卫民;孙晨宇

  具有比重轻、 比强度高、 减震降噪性能佳、 可回收性好的镁合金, 在汽车、 航空航天等领域具有广阔的应用前景, 尤其是高强镁合金的研究备受业界关注, 也取得了较多的科研成果, 如高强度低合金化镁合金开发[1]、 高强韧稀土镁合金大型复杂铸件制造[2]等。 王敬丰等[3]对高强韧镁合金大规格型材挤压成形进行了数值模拟及试验研究。 王柏宁等[4]采用挤压剪切工艺制备了细晶高强韧镁合金。韩二锋和黄瑞[5]研究和分析了差压铸造工艺参数对汽车高强镁合金性能的影响规律。 万迪庆等[6] 详细介绍了高强镁合金组织的细化方法。 张浩等[7] 研究了高强耐热镁合金大型锻件的显微组织及性能。 陈荣石等[8]进行了铸造高强耐热 Mg-Y-Nd(-Gd)-Zr 和Mg-Gd-Y-Zr 系镁合金组织性能和铸造缺陷的对比。

  陈舸等[9]优化了低溶质总量的高强镁合金复杂铸件的本体性能。 李玉亮等[10] 研究了高强 GWZ1042 镁合金的三维热加工图及可加工性。 然而, 在商业化应用过程中, 高强镁合金往往都含有昂贵的稀土元素, 成本高昂, 严重影响了高强镁合金的商业化应用。 合金化和变形是提高合金综合性能的有效途径。挤锻复合成形是一种改善金属综合性能的有效途径,刘兴刚等[11] 研究和分析了挤压锻温度对固态再生H11 钢组织和性能的影响。 杜勇等[12]分析和探索了挤锻复合成形工艺对 AZ81 镁合金组织和性能的影响规律。 徐绍勇等[13]研究了热处理对挤锻复合成形AZ61 镁合金组织与性能的影响。 不含稀土元素的Mg-Al-Sn 系高强镁合金极具应用前景。 但是, 目前关于 Mg-Al-Sn 系高强镁合金的挤压复合成形的研究还鲜有报道。 本文尝试对汽车用Mg-6Al-4Sn高强镁合金进行了挤锻复合成形, 并研究了挤锻复合成形Mg-6Al-4Sn汽车用高强镁合金的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能。

  【结 论】

  (1)挤锻复合成形 Mg-6Al-4Sn 汽车用高强镁合金的晶粒细小、 组织分布均匀性较好, 平均晶粒尺寸约为 6. 2 μm, 合金试样基体上分布着类似球形的大颗粒状 Mg17Al12 相和呈弥散分布的细小颗粒状Mg2 Sn 相。

  (2)挤锻复合成形 Mg-6Al-4Sn 汽车用高强镁合金试样的抗拉强度为 312 MPa、 屈服强度为 268 MPa、断后伸长率为 15. 6%, 具有较佳的室温力学性能;拉伸断口呈现韧窝状花样, 同时伴随着均匀分布的撕裂棱, 具有较为明显的韧性断裂特点。

  (3)挤锻复合成形可以获得组织细小、 力学性能较佳的 Mg-6Al-4Sn 汽车用镁合金。

  以下是正文:

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