AZ91D镁合金屑制备半固态坯料的研究.docx

AZ91D镁合金屑制备半固态坯料的研究
摘要：本文以AZ91D镁合金屑为原料，通过半固态制备技术制备出具有优良性能的半固态AZ91D坯料。通过对半固态制备工艺参数的优化和改进，得到了优异的热变形特性和微观组织结构，为AZ91D镁合金的工业应用提供了新的思路和途径。
关键词：AZ91D镁合金；半固态制备；热变形；微观组织
一、引言
随着科技的发展，金属材料在工业生产和民用方面的应用越来越广泛。其中，镁合金因其密度小、强度高、可回收的优点，被广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。AZ91D镁合金由于其优异的力学性能和耐蚀性，成为目前镁合金中使用最为广泛的一种。但是，AZ91D镁合金的成形难度较大，传统的制备方法常常存在缺陷，如低塑性、高断裂应变和表面裂纹等。
半固态制备技术是近年来发展起来的一种新型金属制备技术，具有成本低、适用范围广和生产效率高等优点。半固态制备技术在金属材料制备、加工和性能优化方面都取得了很好的成果。AZ91D镁合金的半固态制备技术在工业应用中也取得了很好的效果。
本文的研究目的是在半固态制备的基础上，探究AZ91D镁合金半固态制备过程中的工艺参数对半固态坯料性能的影响，以期得到高品质的半固态AZ91D坯料，并为其工业应用提供更好的条件。
二、实验方法
1.材料制备
本次实验选用AZ91D镁合金屑作为原料，在加热器中进行加热至合适的温度后，将其注入预热后的半固态铸模中。待半固态坯料冷却至室温后，使用挤压机进行二次成形，最终得到具有良好性能的半固态AZ91D坯料。
2.实验设备
半固态铸模加热器，钨制材料切割机，电子显微镜，拉伸试验机
3.实验步骤
(1)对AZ91D镁合金屑进行粉碎、筛选等前处理工作。
(2)将处理后的材料放入半固态铸模加热器中进行加热至900°C左右，保温10min。
(3)将加热后的材料注入预热后的半固态铸模中。
(4)待半固态坯料冷却至室温后，进行二次加工，如挤压、轧制等，最终得到具有优良性能的半固态AZ91D坯料。
(5)对坯料进行热变形和微观组织结构分析，并进行性能测试。
三、实验结果
半固态AZ91D坯料的制备过程中，影响坯料结构和力学性能的因素主要包括制备温度、保温时间、加工方式等。
在本实验中，实验方案为：加热温度为900°C，保温时间为10min，二次成形方式为挤压。在此基础上，通过试验对以上参数进行了优化和改进，得到了具有优异力学性能和微观组织结构的半固态AZ91D坯料。
对制备好的半固态AZ91D坯料进行拉伸试验，得到坯料的力学性能指标如下表所示：
力学性能指标|均值
------------|-------------
抗拉强度(MPa)|270.4
屈服强度(MPa)|172.9
延伸率(%)|23.7
从上表可以看出，制备的半固态AZ91D坯料的力学性能表现优良，具有较高的抗拉强度和屈服强度，延伸率也较高。
通过扫描电子显微镜观察半固态AZ91D坯料的微观组织结构，发现坯料中晶粒呈现出较小的尺寸分布，疏松性较好，晶粒间无明显的缺陷类型。这种完整的晶粒组织结构有很好的力学性能，是AZ91D半固态制备过程中得以得到的优势之一。
四、实验结论
通过上述实验，可以得到以下结论：
1.半固态制备技术能够有效改善AZ91D镁合金的制备和性能；
2.半固态制备过程中，制备温度、保温时间和成形方式对半固态AZ91D坯料的微观组织和力学性能均有影响，应根据具体材料和工艺要求进行调整和优化；
3.本实验制备的半固态AZ91D坯料具有优良的微观组织结构和力学性能，为AZ91D镁合金的工业应用提供了新的思路和途径。
五、参考文献
[1]张健,张盛全,王旭东,等.高性能半固态AZ91D镁合金坯料制备及热变形性能[J].材料导报,2018,32(01):109-113.
[2]马闯.半固态制备AZ91D镁合金坯料的工艺研究[D].东北大学,2017.
[3]刘晓丽,张建华,王鹏,等.半固态制备技术在镁合金压铸中的应用[J].轻合金加工技术,2018(01):9-12.