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轻有色合金特种铸造及有色合金2006年第26卷第10期

退火工艺对AZ31镁合金组织与性能的影响

彭彩虹彭伟平李培杰
(清华大学)

摘要研究了热处理工艺对AZ31镁合金轧制板材的显微组织和力学性能的影响。试验表明,AZ31镁合金轧制板材在
退火过程中发生了静态再结晶现象,200℃时可以观察到再结晶现象,再结晶温度为200～250℃。分析了退火温度和退火
时间对合金显微组织、晶粒尺寸、硬度以及力学性能的影响规律。
关键词AZ31镁合金;退火处理;静态再结晶;显微组织;力学性能
中图分类号TG166.4;TG146.2+2文献标志码A文章编号1001-2249(2006)10-0661-03
镁及其合金是目前工业上可应用的最轻的金属结很大限制,严重制约了镁合金板材的发展。
构材料,具有密度小、比强度及比刚度高、阻尼性及切削在轧制后期镁合金得到的是变形组织,高位错和其
加工性好、电磁屏蔽及导热能力强、减震性好、易回收等他缺陷使这些变形组织处于不稳定状态,而再结晶可以
一系列独特性质[1～3]。变形镁合金轧制板材作为镁合降低镁合金板的缺陷[8,9],因此在镁合金板材轧制道次
金材料的一个重要组成部分,在电子、通讯、交通、航空之间进行退火处理,在退火过程中易在晶界和三接点处
航天等领域有着十分广泛的应用前景。但是由于受形成无畸变的再结晶晶核和可移动的大角度晶界,通过
HCP晶粒结构滑移系统的限制,常用的镁合金塑性较晶界的移动形成一种新的无畸变的晶粒组织,即发生静
差,不像铝合金及铜合金那样的面心立方晶格金属能以态再结晶。利用再结晶可以消除镁合金板材由于加工
很高的道次变形率(50%～60%)进行加工[4],目前镁硬化所引起的部分后果,改善变形组织、细化晶粒、提高
合金板材轧制工艺不够成熟[5],镁合金薄板在轧制过成形性,使进一步变形得以进行。
程中易出现裂纹,成品率较低。另一方面,镁合金轧制退火是保证轧制过程顺利进行的一道重要工序,了
板材中存在严重的各向异性[6,7],组织不够均匀,常温解合金轧制板材的退火行为非常重要。我们以应用较
力学性能尚需进一步提高,使得镁合金板材的应用受到普遍的变形镁合金AZ31为研究对象,研究了AZ31镁

收稿日期:2006-06-15
基金项目:国家863国际合作重点项目(2002AADF3306)
第一作者简介:彭彩虹,女,1981年出生,硕士研究生,清华大学机械工程系,北京(100084),电话:[phone],E-mail:[e-mail]

工程量投资减少。经过山西某厂使用,反映很好,降温
效果十分明显,粉尘得到完全清除,达到了消失模铸造4消失模铸造3种砂处理系统的对比
工艺砂处理及回用的要求。目前消失模铸造有沸腾床冷却、振动冷却筛分输送
根据生产的需要,如果砂处理量要加大,在1号砂
机+沸腾床冷却和水浴冷却滚筒3种砂处理系统(见
库中配置冷却水盘(翅)管,作为一级降温,然后增加氟
表1)。其中水冷却滚筒冷却效果好,噪音小,投资省,
冷却水处理器。那么,其效果会更加显著、合理、完善。适合中小型消失模铸造厂家使用。
尾气净化处理表13种砂处理系统对比
3装机功率/设备总投资/
工艺布局特点
kW万元
消失模铸造工艺本身是一种污染少的新工艺只要
,生产效率高、噪声较
沸腾床冷3提3斗
进一步处理好尾气净化和型砂系统的除尘及旧砂回用54.6大、对振动参数要求38
却1冷却
严格、冷却效果一般
粉尘处理等环节,就可以做到清洁生产。我们在设计中
L=6m振
尽管改善了冷却效
采用了去除微粉效果好的干式布袋除尘器,并施以2条动冷却筛
2提2斗果,但占地面积增
分输送机571036
重要措施:一是在系统中的各扬尘处都设有吸尘口,使2冷却大,噪声大,投资增
+沸腾床
加
之在封闭状态下运行;二是对除尘器配置变频器,用变冷却
频控制除尘器工况,要求在除尘器更换布袋的运行周期工艺布局简单、占地
少、冷却效果好、噪
水浴冷却2提2斗
内,做到微粉含量始终达标。由于这2条设计措施,确35.7声小、节能、投资省、32
滚筒1冷却
保了回用砂的粉尘含量仅为0.5%～0.8%,且整个系符合中小型生产企
业使用
统的粉尘得到有效控制砂质量有了保证环境也得到
,,(编辑:陈渭臣)
了保护。
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特种铸造及有色合金2006年第26卷第10期

合金经过不同的退火工艺处理后的组织演变规律,以及时间较短,静态再结晶进行得不够完全,仍然存在锯齿
退火温度和时间对合金晶粒尺寸、力学性能的影响规