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變形鎂合金的特點
許多鎂合金既可做鑄造鎂合金又可做變形鎂合金。變形鎂合金經過擠壓、軋制和鍛造等工藝加工后,具有比相同成分的鑄造鎂合金更高的力學性能。變形鎂合金制品有軋制薄板、擠壓件(如棒、型材和管材)和鍛件等。這些產品具有更像成本、更高強度和延展性以及多樣化的力學性能等優點。其工作溫度不超過150℃。
在變形鎂合金中,常用的合金系是Mg-Al系與Mg-Zn-Zr系。Mg-Al系變形合金一般屬于中等強度,塑性較高的變形鎂材料,鋁含量約為0—8%,典型的合金為AZ31、AZ61和AZ80A合金,由于Mg-Al合金具有良好的強度、塑性和耐腐蝕綜合性能,而且價格較低,因此是最常用的合金系列。Mg-Zn-Zr系合金一般屬于高強度材料,變形能力不如Mg-Al系合金,常要用擠壓工藝生產,典型合金為ZK60A合金。常用變形鎂合金有AZ31B、AZ61A、AZ80A和ZK60A等。
典型的含先稀土的變形鎂合金有ZE10A(Mg-1.5Zn-0.2RE)。由于變形鎂合金的開發與應用還不夠充分,有關稀土對其組織和性能影響的研究遠不如在鑄造鎂合金中那么深入,只有少量相關報道。
在鎂中加鋰元素能獲得超輕變形鎂鋰合金,它是迄今為止最輕的金屬結構,具有極優的變形性能和較好的超塑性能,已應用在航天和航空器上。
鎂合金一般均在300至500℃進行擠壓、軋制和模壓加工,由于鎂合金的上述變形特點,產品質量有下列特性:
(1)六方結構的Mg晶體彈性模量(E)各向異性不明顯,織構對塑性加工產品的E值影響不大。
(2)擠壓溫度較低時,﹛0001﹜和﹤10ī0﹥傾向于與擠壓方向平行;軋制時基面﹛0001﹜傾向于與板面平行,﹤10ī0﹥與壓向相同。
(3)壓力與基面﹛0001﹜平行時易生孿晶,所以Mg合金受壓應力時縱向屈服強度比受拉應力時低。兩種屈服強度的比值位于0.5至0.7間,所以結構設計(包括抗彎性能設計在內)時要考慮抗壓強度的影響。因此,這個比值是評價Mg合金質量的一項重要指標,但該值因合金而異,并且隨晶粒變細而增大。
(4)Mg合金用卷筒卷取時,能產生交變的拉、壓應變,在受壓應變時則產生大量孿晶,使抗拉強度明顯降低。
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