《鎂合金薄帶多能場鑄軋成形機理研究》是依託中南大學，由毛大恆擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鎂合金薄帶多能場鑄軋成形機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：毛大恆
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鎂合金具有重量輕、比強度和比剛度髙、電磁禁止性好、易回收等優勢，廣泛地套用於航空、航天、交通運輸、信息等領域，成為繼鋼鐵、鋁、銅之後重要的工程結構材料，已引起世界已開發國家的高度重視和研究開發。鎂只有一個滑移面，獨立的滑移系少，鎂合金對變質處理不敏感，不易獲得細晶組織，室溫塑性差，變形加工困難，用傳統的鑄錠－熱軋－溫軋法製備鎂合金板帶材能耗高、生產周期長、成材率低、加工成本高，嚴重地制約了它的套用。針對鎂合金加工的瓶頸難題，本項目擬通過系統研究多能外場對鑄軋區鎂合金凝固成形的作用機理，揭示電磁/超音波多能場的能量傳遞規律，查明獲得細晶組織和提高鎂合金塑性的有效途徑,通過強化鎂合金鑄軋過程的傳熱、傳質和晶粒微細化機制，建立鎂合金薄帶多能場近終成形的基本理論和工藝準則，形成多能場連續鑄軋製備優質鎂合金薄帶的技術原型，提供一種先進的鎂合金薄帶近終成形的製備方法。該研究在國內外尚未見報導。
結題摘要
鎂合金廣泛地套用於航空、航天、交通運輸、信息等領域，成為繼鋼鐵、鋁、銅之後重要的工程結構材料，已引起世界已開發國家的高度重視和研究開發。鎂的室溫塑性差，變形加工困難，用傳統的鑄錠、熱軋、溫軋製備鎂合金板帶能耗髙、成材率低、加工成本高，嚴重地制約了它的套用。針對鎂合金成形與加工的瓶頸難題，本項目在鑄軋成形過程中施加電磁∕超聲外場，實現多能場鑄軋成形，解決鎂合金加工的技術瓶頸，提供一種先進的近終成形製備方法。本項目的主要研究工作有：1、通過系列實驗與仿真研究了AZ31變形鎂合金多能場鑄軋的工藝參數可行域及其匹配關係，獲得一組較優的多能場鑄軋參數，實現了多能場鑄軋成形；2、通過金相組織觀察研究了AZ31鎂合金液-固成形、成性特徵，揭示了多能外場對枝晶網胞的破碎、二次形核機制和相析出特徵，結果表明： （1）無電磁/超音波能場作用下的常規鑄軋板帶枝晶網胞發達，平均晶粒尺寸（直徑）約為120μm；在電磁/超聲多能場作用下，一部分脫落的初生枝晶演變成塊條狀或顆粒狀細晶，另一部分未脫落的枝晶，產生一定的塑性變形，演變成彎曲的菊花狀，具有明顯的半固態組織特徵，平均晶粒尺寸（直徑）約為20μm左右；（2）普通鑄軋板帶的主要析出相為：Mg17Al12、MgZn2和Mg17(ALZn)12；電磁∕超音波多能場鑄軋板帶的主要析出相為：Mg17Al12和Mg17(AL，Zn)12；（3）普通鑄軋板帶的析出相多為網路狀聚集在晶界上，電磁/超聲多能場鑄軋板帶的析出相多為塊片狀聚集在晶界上； （4）多能場鑄軋板帶的抗拉強度比普通鑄軋板帶提高了14.7％，比鑄錠-熱軋板提高了13.2%；電磁/超聲能場鑄軋板帶的屈服強度比普通鑄軋板帶提高了40.6％，比鑄錠-熱軋板提高了42.2%；電磁/超聲能場鑄軋板帶的延伸率比普通鑄軋板帶提高了115.4%。3、研究了AZ31鎂合金鑄軋板帶在後續軋制加工、熱處理過程中的組織演變情況，揭示了鑄軋板帶在後續加工處理過程中的組織性能演變規律。 （1）AZ31鎂合金多能場鑄軋板的再結晶溫度在250℃左右，而普通AZ31鑄軋板的再結晶溫度則在300℃左右，AZ31鎂合金多能場鑄軋板的再結晶溫度比普通鑄軋板低50℃左右；（2）經300℃、4小時退火處理後，AZ31多能場鑄軋板比普通鑄軋板的抗拉強度提高14.7％，屈服強度提高35.3％，延伸率高69.2％。
