关键字： 镁合金；塑性成形；锻造；晶粒细化；力学性能 摘　要： 本文通过AZ31镁合金的自由锻试验，研究了镁合金的锻造特性。所采用的圆柱形试样有供应态和挤压态两种，直径和高均为18mm。当锻造温度高于423K时，两种试样的厚度均能从18mm锻造到2.5mm。尤其是挤压态试样在423K的锻造温度下，表面不会发生破裂。又通过拉伸试验结果表明，随着锻造温度的降低，挤压态试样的延伸率减小，抗拉强度增大，其屈服应力 比供应态下的较大，其原因可能是供应态试样中存在未再结晶晶粒。

镁合金是结构材料中最轻的合金，它在比强度和弹性模量等性能上有很多的优点。因此，在汽车和飞机的结构材料中有很大的需求量。由于镁合金为密排六方结构，因而成形困难，不能通过塑性成形的方式加工镁合金件，然而对制造大型结构的镁合金材料来说，塑性成形加工过程的应用又是必要的，所以目前几乎所有的镁合金件的制造都是铸造加工，如压铸和搅熔成形处理过程。据报道，镁合金的热塑性变形时会产生动态再结晶，从而产生晶粒细化。这样给镁合金带来了更好的可塑性和锻后具有更优良的力学性能。我们应该注意AZ31镁合金自由锻锻造过程，这点以前人们注意得很少。本文专门研究锻造镁合金微观组织对力学性能的影响。

1  实验步骤

供应态AZ31镁合金的自由锻试验，研究镁合金的锻造特性。圆柱形试样有供应态和挤压态两种，其直径和高均为18mm。在供应态试样中，被拉长的粗晶粒和细等轴晶粒都可以观察到，这些晶粒的平均大小约20 m。另一方面，在挤压态试样中，几乎都是等轴晶粒，观察不到拉长的粗晶粒，这些晶粒都很类似。挤压态试样的晶粒大小约10 m。在锻造温度分别取323K、373K、423K、473K、523K、573K、623K、673K时，各种试样的应变为 时，厚度都被锻造到2.5mm。

在进行锻造试样的拉伸试验中，没有其它因素使晶粒细化，拉伸仪器上测量试样的长10mm、宽3mm、厚2.5mm。室温下，拉伸试验以恒速（1.0mm/min）进行，拉力轴线与锻造方向垂直。用光学显微镜观察试样的显微组织，晶粒大小用晶粒的平均大小乘以一个常数（1.74）计算出来。

2  结果和讨论

图1中显示了在423K、473K和573K温度下试样进行自由锻试验的结果。当温度高于423K时，试样的厚度均能从18mm锻到2.5mm。然而在423K时，供应态试样锻造后产生向两个方向伸长和表面破裂的现象。当温度高于473K时，供应态试样就能锻造成中心对称件。但其试样的边缘还是能观察到一些破裂现象。当温度高于573K时，供应态试样不会破裂。另一方面，对挤压态试样来说，即使在温度低至423K下锻造，其表面质量仍然非常好。因此，可以说当锻造温度在低于573K的情况下进行试验，为了能达到极好的锻造试样表面质量，试样预锻件需要晶粒细化和组织均匀化。

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