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關鍵字： 鎂合金；塑性成形；鍛造；晶粒細化；力學性能 摘　要： 本文通過AZ31鎂合金的自由鍛試驗，研究了鎂合金的鍛造特性。所采用的圓柱形試樣有供應態(tài)和擠壓態(tài)兩種，直徑和高均為18mm。當鍛造溫度高于423K時，兩種試樣的厚度均能從18mm鍛造到2.5mm。尤其是擠壓態(tài)試樣在423K的鍛造溫度下，表面不會發(fā)生破裂。又通過拉伸試驗結果表明，隨著鍛造溫度的降低，擠壓態(tài)試樣的延伸率減小，抗拉強度增大，其屈服應力 比供應態(tài)下的較大，其原因可能是供應態(tài)試樣中存在未再結晶晶粒。

鎂合金是結構材料中最輕的合金，它在比強度和彈性模量等性能上有很多的優(yōu)點。因此，在汽車和飛機的結構材料中有很大的需求量。由于鎂合金為密排六方結構，因而成形困難，不能通過塑性成形的方式加工鎂合金件，然而對制造大型結構的鎂合金材料來說，塑性成形加工過程的應用又是必要的，所以目前幾乎所有的鎂合金件的制造都是鑄造加工，如壓鑄和攪熔成形處理過程。據報道，鎂合金的熱塑性變形時會產生動態(tài)再結晶，從而產生晶粒細化。這樣給鎂合金帶來了更好的可塑性和鍛后具有更優(yōu)良的力學性能。我們應該注意AZ31鎂合金自由鍛鍛造過程，這點以前人們注意得很少。本文專門研究鍛造鎂合金微觀組織對力學性能的影響。

1  實驗步驟

供應態(tài)AZ31鎂合金的自由鍛試驗，研究鎂合金的鍛造特性。圓柱形試樣有供應態(tài)和擠壓態(tài)兩種，其直徑和高均為18mm。在供應態(tài)試樣中，被拉長的粗晶粒和細等軸晶粒都可以觀察到，這些晶粒的平均大小約20 m。另一方面，在擠壓態(tài)試樣中，幾乎都是等軸晶粒，觀察不到拉長的粗晶粒，這些晶粒都很類似。擠壓態(tài)試樣的晶粒大小約10 m。在鍛造溫度分別取323K、373K、423K、473K、523K、573K、623K、673K時，各種試樣的應變?yōu)?時，厚度都被鍛造到2.5mm。

在進行鍛造試樣的拉伸試驗中，沒有其它因素使晶粒細化，拉伸儀器上測量試樣的長10mm、寬3mm、厚2.5mm。室溫下，拉伸試驗以恒速（1.0mm/min）進行，拉力軸線與鍛造方向垂直。用光學顯微鏡觀察試樣的顯微組織，晶粒大小用晶粒的平均大小乘以一個常數（1.74）計算出來。

2  結果和討論

圖1中顯示了在423K、473K和573K溫度下試樣進行自由鍛試驗的結果。當溫度高于423K時，試樣的厚度均能從18mm鍛到2.5mm。然而在423K時，供應態(tài)試樣鍛造后產生向兩個方向伸長和表面破裂的現象。當溫度高于473K時，供應態(tài)試樣就能鍛造成中心對稱件。但其試樣的邊緣還是能觀察到一些破裂現象。當溫度高于573K時，供應態(tài)試樣不會破裂。另一方面，對擠壓態(tài)試樣來說，即使在溫度低至423K下鍛造，其表面質量仍然非常好。因此，可以說當鍛造溫度在低于573K的情況下進行試驗，為了能達到極好的鍛造試樣表面質量，試樣預鍛件需要晶粒細化和組織均勻化。

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