CN101240369A - 一种提高镁合金力学性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及镁合金性能的改进技术，具体为一种提高镁合金力学性能的方法。对镁合金进行脉冲电流处理，脉冲电流放电周期1μs～1000μs，最大峰值电流密度103～105A/mm2，单个脉冲的持续时间1μs～10000μs。本技术的特点在于：经过脉冲电流处理后，可以提高镁合金的塑性，而基本不降低其强度。并且本发明操作简单，效率高，成本低，便于推广应用。
Description
技术领域：
本发明涉及镁合金性能的改进技术，具体为一种提高镁合金力学性能的方法。
背景技术：
镁合金作为一种结构材料，具有密度低、比强度高、比硬度高等特点，已被广泛应用于航空航天、汽车工业、空间与国防领域，以及电子与通信等行业。但是由于镁合金是密排六方(hcp)结构，塑性变形能力和压力加工成形性能都较差，所以目前提高镁合金的力学性能成为了研究者们主要的研究方向。而利用脉冲电流方法来提高镁合金的综合力学性能，目前还尚未见报道。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种提高镁合金力学性能的方法。经过本方法处理后，镁合金的塑性得到提高，而且强度基本不降低。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：处理方法为脉冲电流处理。脉冲电流的放电周期1μs～1000μs，最大峰值电流密度103～105A/mm2，单个脉冲的持续时间1μs～10000μs，脉冲电流处理的时间为单个脉冲的持续时间。本发明提供的提高镁合金力学性能的方法，其脉冲电流的较佳参数为：放电周期为50μs～500μs，最大峰值电流密度为3×103～4×104A/mm2，单个脉冲的持续时间200μs～2500μs。
本发明的原理是：利用脉冲电流对不同状态的镁合金进行处理，使处理后的镁合金晶粒尺寸仅稍微长大，织构不发生明显的变化，从而使处理后的样品强度基本不降低。而脉冲电流处理后增加了镁合金内部大角晶界的比例，并且脉冲电流能够降低材料内部的缺陷密度，如：降低位错密度，减少孔洞，愈合裂纹等等。所以处理后的镁合金塑性能够明显提高。
本发明的优点在于：
1、经过脉冲电流处理后，可以提高镁合金的塑性，而基本不降低其强度。
2、采用本发明操作简单，周期短，效率高，成本低，便于推广应用。
附图说明：
图1为脉冲电流处理过程的装置示意图。
图2为处理试样所用脉冲电流的波形图。
图3为实施例1试样处理后与处理前的拉伸曲线。
图4为实施例2试样处理后与处理前的拉伸曲线。
图5为实施例3试样处理后与处理前的拉伸曲线。
图6为实施例4试样处理后与处理前的拉伸曲线。
具体实施方式：
下面通过实施例详述本发明。
实施例1
所用材料是经过4次等通道转角挤压处理的AZ31镁合金，试样有效部分尺寸为：6mm×4mm×1.5mm。如图1所示，将试样1两端夹持在铜电极2之间，再将两个铜电极2分别与脉冲电流发生器(电容器组)输出的正负电极相连，脉冲电流是由10台MWF15-36电容器放电产生的，脉冲电流的波形和基本参数由TDS3012型示波器测定。
图2为本实施例处理试样所用的脉冲电流波形图，其中脉冲电流的放电周期约为tp＝110μs，最大峰值电流密度约为jm＝1.05×104A/mm2，单个脉冲的持续时间约为800μs。如图3所示，脉冲电流处理后样品的延伸率与脉冲电流处理之前相比明显提高，由原来的约37％提高到约57％，而屈服强度和最大拉伸强度没有降低。脉冲电流处理后样品的平均晶粒尺寸由处理前的约2.1μm长大到2.5μm，织构未发生明显变化。
实施例2
与实施例1不同的是：最大峰值电流密度约为jm＝0.98×104A/mm2。其脉冲电流处理前后拉伸曲线的变化如图4所示，脉冲电流处理后样品的延伸率由处理前的约37％提高到了约46％，而屈服强度和最大拉伸强度都未降低。平均晶粒尺寸由处理前的约2.1μm稍微长大到2.2μm，织构未发生明显变化。
实施例3
与实施例1不同的是：最大峰值电流密度约为jm＝1.08×104A/mm2。其脉冲电流处理前后拉伸曲线的变化如图5所示，脉冲电流处理后样品的延伸率由处理前的约37％提高到了约45％，而屈服强度和最大拉伸强度稍微降低。平均晶粒尺寸由处理前的约2.1μm长大到2.6μm，织构未发生明显变化。
实施例4
与实施例1不同的是：所用材料是工业挤压态的AZ31镁合金，试样有效部分尺寸为18mm×4mm×2mm。脉冲电流的放电周期约为tp＝220μs，最大峰值电流密度约为jm＝0.72×104A/mm2，单个脉冲的持续时间约为1100μs。其脉冲电流处理前后拉伸曲线的变化如图6所示，脉冲电流处理后样品的延伸率由处理前的约15％提高到了约21％，而屈服强度和最大拉伸强度都没降低。平均晶粒尺寸和织构未发生明显变化。
Claims (2)
1. 一种提高镁合金力学性能的方法，其特征在于：处理方法为脉冲电流处理，脉冲电流放电周期1μs～1000μs，最大峰值电流密度103～105A/mm2，单个脉冲的持续时间1μs～10000μs，脉冲电流处理的时间为单个脉冲的持续时间。
2. 按照权利要求1所述的提高镁合金力学性能的方法，其特征在于：脉冲电流的放电周期为50μs～500μs，最大峰值电流密度为3×103～4×104A/mm2，单个脉冲的持续时间200μs～2500μs。
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