AZ系列鎂合金,即在純鎂中添加不同含量的Al和少量的Zn,具有成本低應(yīng)用廣的特點(diǎn)。AZ31和AZ61,作為低成本的變形鎂合金,其擠壓和軋制制品已取得廣泛的商業(yè)應(yīng)用;AZ91以前主要用作鑄造合金,但隨著近來鎂合金專用擠壓裝備和技術(shù)水平的提高,以及對(duì)低成本高強(qiáng)度擠壓型材制品需求的增長(zhǎng),AZ91的擠壓引起了多方面的關(guān)注。眾所周知,因所含合金元素種類和數(shù)量、工藝參數(shù)設(shè)定、模具設(shè)計(jì)等因素,以及擠壓變形特有的在截面上變形分布不均勻的特點(diǎn),熱擠壓合金微觀組織通常是非均勻的。在鋁、鋅含量和比例對(duì)鎂鋁鋅系合金鑄態(tài)組織及合金相的影響方面,研究者都分別進(jìn)行了研究,但到目前為止,合金化元素含量變化及擠壓前均勻化退火處理,對(duì)商用AZ系列合金的變形組織及合金相的影響,鮮有系統(tǒng)的研究報(bào)道。由于熱變形組織的再結(jié)晶晶粒尺寸大小均勻性和第二相的尺寸及位置分布等因素,即合金微觀組織的均勻程度,直接影響合金的力學(xué)性能,所以選擇商用AZ系列變形鎂合金,研究Al,Zn元素含量和均勻化熱處理等工藝條件對(duì)合金微觀組織均勻性的影響規(guī)律,對(duì)掌握高品質(zhì)鎂合金擠壓制品的合金設(shè)計(jì)及工藝選擇,具有重要的理論和應(yīng)用意義?,F(xiàn)已有研究是關(guān)于AZ10,AZ31,AZ61和AZ91鎂合金的組織、析出相以及微觀組織的均勻性受Al合金含量及擠壓前均勻化退火的影響規(guī)律進(jìn)行研究。
實(shí)驗(yàn)所用AZ10,AZ31,AZ61和AZ91共4種AZ系列合金,其化學(xué)成分經(jīng)光譜儀測(cè)試。從一定半徑的半連續(xù)鑄錠的相同部位切取合金,加工成圓柱狀試樣。用于擠壓實(shí)驗(yàn)的試樣分為經(jīng)過均勻化退火和未經(jīng)過均勻化退火兩種。模擬擠壓實(shí)驗(yàn)熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,擠壓筒內(nèi)徑為9mm,擠壓??讖綖?mm,擠壓比為20.3。擠壓前坯料加熱,再保溫?cái)?shù)分鐘后擠壓,最后以一定速度擠出。金相浸蝕劑配方為:苦味酸+冰乙酸+酒精+水。
AZ系列鎂合金鑄態(tài)組織經(jīng)過均勻化退火空冷,AZ10和AZ31合金形成單一的固溶體,AZ61合金中有細(xì)小相彌散分布于晶內(nèi),AZ91合金的晶界和晶內(nèi)都有較大尺寸的第二相顆粒存在。
AZ系列鎂合金高溫下擠壓比為20.25時(shí),擠壓前經(jīng)均勻化熱處理的擠壓變形組織更均勻,但平均晶粒尺寸更大,未經(jīng)均勻化的擠壓變形組織存在殘留變形條紋,組織均勻性差,但已發(fā)生再結(jié)晶的晶粒平均尺寸更細(xì)小。
AZ系列鎂合金在成分均勻化不充分時(shí),合金含量低區(qū)域易產(chǎn)生未再結(jié)晶的變形條帶;高合金濃度區(qū)域再結(jié)晶易優(yōu)先進(jìn)行,產(chǎn)生由極細(xì)晶粒組成的纖維狀條帶,形成混晶組織。(欣然)