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镁合金细径薄壁管材加工组织与性能研究
摘要
本文通过对镁合金细径薄壁管材的加工组织和性能研究，发现了镁合金细径薄壁管材具有优异的机械性能和尺寸稳定性能，适用于汽车和航空航天领域等高端领域。研究表明，适当的热处理可以明显提高镁合金细径薄壁管材的性能，并且镁合金细径薄壁管材在拉伸过程中表现出良好的塑性和韧性。本研究结果可为镁合金细径薄壁管材的生产和应用提供一定的理论和实践依据。
关键词：镁合金，细径薄壁管材，机械性能，热处理，塑性，韧性
1、引言
镁合金具有优异的比强度和比刚度，是节能环保轻量化的理想材料之一。近年来，镁合金在自动化、航空航天、船舶等领域得到广泛应用。在众多应用领域中，管材是镁合金用量最大的一种形式。从传统的碳钢管、不锈钢管到高强度镁合金管，管材的使用状态不断发展。细径薄壁管材的适用领域广泛，由于其具有精密、轻量和强度高的特点，广泛运用于汽车、航空航天等高端领域。
本文通过对镁合金细径薄壁管材的加工组织和性能进行研究，探讨了热处理对镁合金细径薄壁管材性能的影响，为镁合金细径薄壁管材的生产和应用提供一定的理论和实践依据。
2、实验方法
本研究选用AZ31B镁合金，采用挤压工艺制备细径薄壁管材。细径薄壁管材的外径为8mm，壁厚为0.5mm。在加工过程中，通过对挤压工艺的优化，保证了细径薄壁管材的尺寸及壁厚一致性。制备好的细径薄壁管材进行了以下实验：
2.1热处理实验
将挤压制备好的AZ31B镁合金细径薄壁管材，在气氛控制下进行固溶处理（480°C，4h）和时效处理（180°C，8h、12h和24h）。热处理过程中，对温度和时间进行严格控制。
2.2机械性能测试
对热处理后的细径薄壁管材进行拉伸试验和硬度测试。拉伸试验采用万能试验机，测试速度为2mm/min，延伸距离为30mm。通过数据处理和分析，获取拉伸强度、屈服强度和伸长率等机械性能指标。硬度测试采用维氏硬度计，测试硬度值。
3、实验结果与分析
3.1金相组织
热处理后的细径薄壁管材经金相显微镜观察，发现在固溶处理后，镁合金细胞晶粒逐渐长大，晶粒的尺寸分布均匀。在时效处理过程中，晶格和位错结构得到修正，细胞晶粒逐渐细化并且生成一定量的β相，富镁相的数量也有所降低。12h时效处理后，晶粒尺寸均匀，晶粒细小，表现出了更高的强度和韧性。
3.2机械性能
拉伸试验结果表明，热处理对细径薄壁管材的机械性能有显著影响。固溶处理可以明显提高镁合金细径薄壁管材的强度和硬度，同时失去塑性和韧性。时效处理能够明显提高细径薄壁管材的塑性和韧性，并且拉伸强度和屈服强度也有所提高。当时效处理时间为12h时，细径薄壁管材的机械性能表现最为优异，伸长率达到17.5%、拉伸强度为247MPa、屈服强度为179MPa。
4、结论
本研究通过对AZ31B镁合金细径薄壁管材的加工组织和性能进行研究，发现了以下结论：
1.适当的热处理可以明显提高镁合金细径薄壁管材的机械性能和尺寸稳定性能。
2.镁合金细径薄壁管材在拉伸过程中表现出良好的塑性和韧性，其中时效处理对其塑性和韧性具有明显提高作用。
3.实验结果可以为镁合金细径薄壁管材的生产和应用提供一定的理论和实践依据。
参考文献
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