AZ31鎂合金型材擠壓生產工藝的研究

徐春森

(北京國信安科技術有限公司，北京 100160)

鎂合金具有密度小，比強度、比剛度高、散熱性和屏蔽性好，能回收、無污染、資源豐富等一系列優點，在汽車、摩托車、航空航天、兵器等領域有著廣泛的應用前景，成為減重節能、保護環境的首選材料。由于鎂及常用鎂合金是密排六方結構(HCP)，塑性成形能力差，所以鑄造鎂合金得到了大量應用。而變形鎂合金比鑄造鎂合金具有更優良的性能、更多樣的型式、更高的生產率、更便于連續化自動化生產，因此研究變形鎂合金及其晶粒細化具有十分重要的實際意義和理論意義[1]。

晶粒細化不僅可以提高材料強度還可提高其塑性，對于AZ31鎂合金而言更是如此，因為AZ31鎂合金既不能靠熱處理強化也不能靠應變強化，細晶強化幾乎是提高AZ31鎂合金強度的唯一方法。近年來，人們對Mg-Al系合金晶粒細化技術做了大量工作，主要分為兩部分，一是鑄造鎂合金的晶粒細化，即通過合金化和添加變質劑來達到晶粒細化的效果；另一部分是變形鎂合金的晶粒細化，可通過大擠壓比擠壓、等徑角擠壓和動態再結晶等方法來實現，本文論論后者。

材料的屈服強度與晶粒大小存在函數關系即Hall-Petch公式，σs=σ0+Kd-1/2，式中σs為屈服強度，σ0為單晶體的屈服極限，K為常數，d為晶粒大小。K值隨泰勒系數的增加而增加，通常泰勒系數取決于滑移系數的多少。由于鎂是密排六方結構，與面心立方和體心立方金屬相比鎂的泰勒系數大，因此其K值也大，鎂合金晶粒大小對屈服強度的影響比鐵合金和鋁合金的都大[2]。……