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AZ63H镁合金触变成形工艺参数对微观组织和力学性能的影响
摘要：
本文研究了AZ63H镁合金通过触变成形工艺道具的工艺参数对微观组织和力学性能的影响。研究结果表明随着触变成形道具的应变速率和工作温度的增加，AZ63H镁合金的成形性能有所改善，且材料的力学性能也有一定的提高。同时，触变工艺过程中，成形道具与材料的摩擦和压力会导致AZ63H镁合金的微观组织发生相应的变化，主要包括晶粒细化和纳米晶的形成。因此，在触变成形工艺中，适当调整工艺参数将有助于提高AZ63H镁合金的力学性能，同时可以获得更细致的微观组织结构和更好的成形效果。
关键词：AZ63H镁合金，触变成形，工艺参数，微观组织，力学性能
Abstract：
ThisstudyinvestigatedtheeffectsofprocessparametersoftheAZ63Hmagnesiumalloythroughtheuseoftheincrementalformingprocessonitsmicrostructureandmechanicalproperties.Theresultsshowedthatasthestrainrateandworkingtemperatureoftheincrementalformingdieincreased,theformabilityoftheAZ63Hmagnesiumalloyimprovedanditsmechanicalpropertiesalsoincreased.Inaddition,theinteractionsbetweentheformingdieandthematerialduringtheincrementalformingprocesscausedchangesinthemicrostructureoftheAZ63Hmagnesiumalloy,mainlyincludinggrainrefinementandtheformationofnanocrystals.Therefore,adjustingtheprocessparametersappropriatelyduringtheincrementalformingprocesscanimprovethemechanicalpropertiesandobtainabettermicrostructureandformingeffect.
Keywords:AZ63Hmagnesiumalloy,incrementalforming,processparameters,microstructure,mechanicalproperties
正文：
1.引言
镁合金因其密度低、比强度高、导热性好等优良性能，在航空、汽车、电子等领域得到广泛应用。AZ63H镁合金是常用的一种中强度镁合金，在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用前景。触变成形作为一种新型成形工艺，因其可以在较小的成形压力下，对金属板材进行成形而备受关注。触变成形的成形道具采用“点对点”保持机构，和传统冲压成形相比其具有以下优点：（1）具有高柔性和高成形精度；（2）具有较低的成形压力和成形力矩，可以避免板材的应力过大和板材的改变；（3）具有可以完成复杂零件成形和成形质量可靠等特点。因此，在鸟蓬技术、医疗器械和航空航天的领域中，触变成形已经越来越广泛地使用。
2.实验材料和装置
本研究中使用的材料为AZ63H镁合金，试件的初始尺寸为1.5mm×100mm×100mm。材料的成分如表1所示。试件通过触变成形机完成成形，成形机采用圆锥形位移轮作为成形道具，其半锥角为15°。成形道具和AZ63H材料之间的初始间隙为1.2mm，成形过程中该间隙被压缩为0.4mm。试件在触变成形机中的坯料加热区进行热处理，在该区域内升温至423K-573K的范围内，在相应的温度下停留1h，然后在室温下冷却。
3.实验方法
3.1微观组织观察
通过光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）观察AZ63H镁合金的微观组织结构。样品从试件的同一位置切割，研磨至0.5um的精度，然后采用标准方法对样品进行腐蚀，最后在光学显微镜上观察显微组织结构。对于SEM的观察，样品经过适当的金属表面处理后，在SEM上观察其表面结构。
3.2拉伸试验
使用万能材料试验机对不同随着触变成形道具应变速率和工作温度的变化，AZ63H镁合金的拉伸试验进行测试。采用标准的拉伸试验方法，分别测定试验样的屈服强度、极限强度和弹性模量。为了消除材料性能测试中的干扰因素，每个试验分别进行5次，然后对其平均值进行分析。
4.实验结果与分析
4.1微观组织观察
图1所示是AZ63H镁合金在不同温度和应变速率下的微观组织结构。可以看到，在低应变速率条件下，AZ6