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熱處理擠壓變形AZ31鎂合金
鎂合金是目前工程材料應用中最輕的金屬材料,經過擠壓、鍛造、軋制等塑性加工后,可以獲得更好的強度、塑性以滿足多樣化結構件的需求,廣泛應用于航空航天、汽車、電子等領域。眾所周知,疲勞破壞是工程結構件主要失效形式之一,對鎂合金也不例外,因此鎂合金疲勞行為的研究業已成為一個熱點問題。
AZ31鎂合金具有較好的室溫強度,優良的抗大氣腐蝕能力,而且價格便宜,因此應用十分廣泛。本文主要講AZ31鎂合金在不同熱處理條件下的低周疲勞變形行為,分析了熱處理對AZ31鎂合金低周疲勞行為的影響,以期為鎂合金更廣泛的應用提供依據。630t臥式擠壓機上對AZ31鎂合金鑄錠進行熱擠壓,擠壓成的圓棒,擠壓溫度為210℃,擠壓比為35:1。將擠壓后的AZ31鎂合金圓棒加工成試驗所需的疲勞試樣,其中標距直徑6mm,標距長度為10mm。利用箱式電阻爐對部分疲勞試樣進行熱處理,其中固溶處理的工藝參數為:固溶溫度(415±2℃,保溫12h后水冷;時效處理的工藝參數包括時效溫度168℃,保溫16h后空冷;固溶+時效處理的工藝參數為:在415℃固溶12h后水冷,然后在168℃時效保溫16h后空冷。利用電液伺服疲勞試驗機分別對擠壓態(F、固溶態(T4、時效態(T5、固溶+時效態(T6的擠壓變形AZ31鎂合金進行低周疲勞試驗。采用軸向拉-壓全反向總應變控制模式,試驗環境為實驗室靜態空氣介質,室溫;波形均為三角波,循環頻率均為1Hz。所有疲勞試驗均進行至試樣斷裂時為止,且以斷裂時所對應的循環周次作為合金在相應試驗條件下的疲勞壽命Nf。
固溶、時效處理可以有效地提高擠壓變形AZ31鎂合金在較低外加總應變幅下的循環變形抗力。固溶、時效處理可以有效地提高擠壓變形AZ31鎂合金在較高外加總應變幅下的疲勞壽命,但降低合金在較低外加總應變幅下的疲勞壽命。不同處理狀態的擠壓變形AZ31鎂合金的塑性應變幅、彈性應變幅與疲勞斷裂時的載荷反向周次之間呈線性關系,可分別用Coffin-Manson和Basquin公式來描述。
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