CN107937848A - 一种高塑性az31镁合金板材的制备方法及其产品 - Google Patents

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蒋斌
何俊杰
王庆航
徐军
柴炎福
宋江凤
黄光胜
潘复生
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Abstract

本发明涉及一种高塑性AZ31镁合金板材的制备方法及其产品，通过将AZ31镁合金板材沿挤压方向拉伸变形量为6％；或将AZ31镁合金板材在320℃退火1h后，再将板材沿挤压方向拉伸变形量为6％，通过大量的基面滑移软取向与{10‑12}拉伸孪晶软取向共同作用，几乎所有晶粒均能有效参与塑性变形，形变协调性好，因此制得的AZ31镁合金板材具有超高的延伸率，且弯曲成形性，对拓宽镁合金的应用具有重要意义。

Description

一种高塑性AZ31镁合金板材的制备方法及其产品
技术领域
本发明属于材料领域，涉及高塑性AZ31镁合金板材的制备方法，还涉及由该方法制得的产品。
背景技术
镁合金是目前最轻的金属结构材料，由于其密度低、比强度和比刚度高、导热性和阻尼性能好等优点，在汽车、电子和通信等行业得到了快速的应用。由于镁合金是密排六方结构，独立滑移系少，塑形变形能力有限，制约了镁合金的发展。为了更广泛的应用镁合金，利用各种变形方法，如轧制、挤压和锻造等来制造成为镁合金部件。通过变形方法提高镁合金塑性变形具有成本低，强度和延展性高等优点。AZ31镁合金是目前应用最广泛的变形镁合金，可以轧制成薄板、厚板、挤压成棒材、管材、型材，加工成锻件，但是AZ31镁合金在常温下塑形变形能力差，有待进一步提高。因此，急需一种高塑性AZ31镁合金板材的制备方法，且成本低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种高塑性AZ31镁合金板材的制备方法，该方法操作简单，成本低；本发明的目的之二在于提供由上述方法制得的高塑性AZ31镁合金板材。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种高塑性AZ31镁合金板材的制备方法，将AZ31镁合金板材沿挤压方向拉伸变形量为6％；
或将AZ31镁合金板材在320℃退火1h后，再将板材沿挤压方向拉伸变形量为6％。
优选的，所述AZ31镁合金板材由以下方法制备：将AZ31镁合金胚料经420℃挤压，展平制成厚度为2mm的镁合金板材。
更优选的，所述AZ31镁合金按重量百分比计包括如下组分：Al 2.5～3％，Zn 0.7～1.3％，Mn＞0.20，镁余量。
2、由所述制备方法制得的高塑性AZ31镁合金板材。
本发明的有益效果在于：本发明公开高塑性AZ31镁合金板材的制备方法，通过将AZ31镁合金板材沿ED方向拉伸，由于大量的基面滑移软取向与{10-12}拉伸孪晶软取向共同作用，几乎所有晶粒均能有效参与塑性变形，因此能够提高镁合金板材的延伸率，并具有较好的弯曲性能。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为未挤压的AZ31镁合金板材的晶型结构照片(A：AZ31镁合金板材晶型图；B：AZ31镁合金板材极图)。
图2为实施例1制得镁合金板材的晶型结构照片(A：镁合金板材的晶型图；B：镁合金板材极图)。
图3为实施例2制得镁合金板材的晶型结构照片(A：镁合金板材的晶型图；B：镁合金板材极图)。
图4为不同拉伸角度对AZ31镁合金板材的力学性能影响。
图5为实施例2制得AZ31镁合金板材的力学性能测试结果(A：真实延伸率；B：工程延伸率)。
图6为对板材弯曲成形时外侧成形性的影响(A：90°凸凹模(r＝6mm)；B：60°凸凹模(r＝6mm)，C：60°凸凹模(r＝4mm)；D：60°凸凹模(r＝2mm))。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1、高塑性AZ31镁合金板材的制备方法
构建高塑性AZ31镁合金板材的方法，包括如下步骤：
1)将AZ31镁合金胚料经420℃挤压，展平制成厚度为2mm的镁合金板材；
2)将步骤1)制得的镁合金板材沿挤压方向(ED,extrusion direction)拉伸变形量为6％。
实施例2、高塑性AZ31镁合金板材的对比方法
构建高塑性AZ31镁合金板材的方法，包括如下步骤：
1)将AZ31镁合金胚料经420℃挤压，展平制成厚度为2mm的镁合金板材；
2)将步骤1)制得的镁合金板材在320℃退火1h后，将板材沿ED拉伸变形量为6％。
同时以未挤压的AZ31镁合金板材作为对照。然后观察对照组和实施例1和2制得高塑性AZ31镁合金板材的晶型结构照片，结果如图1～3所示。
图1为未挤压的AZ31镁合金板材的晶型结构照片。结果显示，镁合金晶型是密排六方结构，Max＝8.8。
图2为实施例1制得镁合金板材的晶型结构照片。结果显示，沿ED方向拉伸后乎所有晶粒发生变形，Max＝11.8。
图3为实施例2制得镁合金板材的晶型结构照片。结果显示，经退火后沿ED方向拉伸后乎所有晶粒发生变形，Max＝12。
上述结果表明，按照本发明的方法处理后AZ31镁合金的晶型发生改变。
然后检测实施例1和2制得高塑性AZ31镁合金板材的力学性能。为了研究拉伸方向对镁合金力学性能的影响，将镁合金板材在拉伸方向角度为0o，45o和90o，然后测量屈服强度，抗拉强度，延伸率，结果如图4和表1所示。
表1、不同拉伸角度对AZ31镁合金板材的力学性能影响
拉伸方向角度 屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 延伸率(％)
0o 168.8 362.4 21.9
45o 189.8 360.0 20.9
90o 222.2 363.0 19.2
结果显示，不同拉伸角度对AZ31镁合金板材的力学性能有影响，其中，90o拉伸屈服强度和抗拉强度最高，但是延伸率较低，而在0o拉伸在延伸率和抗拉强度方面效果较好。
图5为实施例2制得AZ31镁合金板材的力学性能测试结果。结果显示，工程延伸率和真实延伸率均得到提高，其中工程延伸率超过了40％，真实延伸率也有32％。
产生上述结果的原因是沿ED拉伸，大量的基面滑移软取向与{10-12}拉伸孪晶软取向共同作用，几乎所有晶粒均能有效参与塑性变形，形变协调性好，故材料显示出超高的延伸率。
为了研究超高的延伸率与厚向应变协调性对板材弯曲成形时外侧成形性的影响。分别用90°凸凹模(r＝6mm)，60°凸凹模(r＝6mm)，60°凸凹模(r＝4mm)，60°凸凹模(r＝2mm)进行弯曲成形测试，结果如图6所示。结果显示，本发明制得的AZ31镁合金板材弯曲性能好。
本发明中AZ31镁合金按重量百分比，包括如下组分Al 2.5～3％，Zn 0.7～1.3％，Mn＞0.20，镁余量。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种高塑性AZ31镁合金板材的制备方法，其特征在于：将AZ31镁合金板材沿挤压方向拉伸变形量为6％；
或将AZ31镁合金板材在320℃退火1h后，再将板材沿挤压方向拉伸变形量为6％。
2.根据权利要求1所述高塑性AZ31镁合金板材的制备方法，其特征在于：所述AZ31镁合金板材由以下方法制备：将AZ31镁合金胚料经420℃挤压，展平制成厚度为2mm的镁合金板材。
3.根据权利要求1或2所述高塑性AZ31镁合金板材的制备方法，其特征在于：所述AZ31镁合金按重量百分比计包括如下组分：Al 2.5～3％，Zn 0.7～1.3％，Mn＞0.20％，镁余量。
4.由权利要求1～3任一项所述制备方法制得的高塑性AZ31镁合金板材。
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