往复挤压Mg-4Al-2Si合金时Mg2Si颗粒的破碎规律
Breaking Law of Mg2Si Particles in Mg-4Al-2Si Alloy during Reciprocating Extrusion Process
摘 要
采用往复挤压工艺细化Mg-4Al-2Si(AS42)镁合金组织, 研究了挤压过程中Mg2Si颗粒的细化效果、破碎特征、分布规律及破碎机制。结果表明: 从铸态到挤压8道次态, 随挤压道次的增加, 颗粒不断细化, 均匀度和弥散度逐渐提高; 挤压11道次时, 颗粒发生粗化; 合金在400 ℃、应变速率0.01 s-1条件下的压缩峰值应力约为75 MPa, 大于Mg2Si颗粒的断裂应力(48 MPa), 挤压使颗粒发生开裂; 随挤压道次的增加, 位错密度逐渐增大, 位错在Mg2Si颗粒处的数量增多, 应力集中急剧增大, 从而导致颗粒发生破碎。
Mg-4Al-2Si镁合金
Mg2Si颗粒
破碎规律
reciprocating extrusion
Mg-4Al-2Si magnesium alloy
Mg2Si particle
breaking law
Abstract
Microstructure of Mg-4Al-2Si(AS42) magnesium alloy was refined by reciprocating extrusion(RE) process. Refinement effect, breaking feature, regularity of distribution and breaking mechanism of Mg2Si particles were investigated. The results show that the particles dimension decreased constantly, the eveness and dispersity of Mg2Si particles increased with increasing the passes of RE from as-cast to 8 passes, however the particles coarsened at RE-11 passes. The peak value of compression stress was about 75 MPa, which was greater than the fracture stress (48 MPa) of Mg2Si particles at 400 ℃ and strain rate of 0.01 s-1, resulting in the particles fractured after RE. The density and amount of the dislocation which assembled around Mg2Si particles increased with increasing the RE passes, and the stress concentration increased rapidly that led to the particles breaking.
中图分类号 TG146.2 TG142.1
所属栏目
基金项目 陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2010JM6009);陕西省教育厅自然科学专项科研计划资助项目(2010JK470)
收稿日期 2010/7/5
修改稿日期 2011/5/8
网络出版日期
作者单位点击查看
备注宋佩维(1964-), 男, 陕西扶风人, 副教授, 博士。
引用该论文: SONG Pei-wei. Breaking Law of Mg2Si Particles in Mg-4Al-2Si Alloy during Reciprocating Extrusion Process[J]. Materials for mechancial engineering, 2011, 35(7): 75～80
宋佩维. 往复挤压Mg-4Al-2Si合金时Mg2Si颗粒的破碎规律[J]. 机械工程材料, 2011, 35(7): 75～80
共有人对该论文发表了看法，其中：
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
参考文献
【1】陈勇军, 王渠东, 翟春泉, 等.大塑性变形制备高强镁合金的研究与展望[J].机械工程材料, 2006, 30(3): 1-3.
【2】ZHANG P. Creep behavior of the die-cast Mg-Al alloy AS21[J].Scripta Materialia, 2005, 52: 277-282.
【3】关绍康, 王迎新.高温镁合金的研究进展及其在汽车工业中的应用[J].机械工程材料, 2003, 27(8): 1-4.
【4】刘子利, 丁文江, 袁广银, 等.镁铝基耐热铸造镁合金的进展[J].机械工程材料, 2001, 25(11): 1-5.
【5】HUMBLE P. Towards a cheap resistant magnesium alloy[J].Materials Forum, 1997, 21: 4556-4562.
【6】陈振华.耐热镁合金[M].北京: 化学工业出版社, 2007.
【7】艾延龄, 罗承萍, 刘江文, 等.含Ca, Si镁合金的铸态组织及其形成机制[J].金属学报, 2005, 41(1): 49-54.
【8】YUAN G Y, LIU Z L, WANG Q D, et al. Microstructure refinement of Mg-Al-Zn-Si alloys[J].Materials Letters, 2002, 56: 53-58.
【9】LU Y Z, WANG Q D, ZENG X Q, et al. Behavior of Mg-6Al-xSi alloys during solution heat treatment at 420 ℃[J].Materials Science and Engineering A, 2001, 301: 255-258.
【10】程祥宇, 编译.热处理对6105铝合金中Mg2Si粗化的影响[J].国外金属热处理, 2005, 26(1): 12-15.
【11】宋佩维, 井晓天, 郭学锋.往复挤压Mg-4Al-2Si镁合金的组织细化与力学性能[J].中国有色金属学报, 2007, 17(1): 111-117.
【12】宋佩维.往复挤压Mg-4Al-2Si镁合金的晶粒细化[J].中国有色金属学报, 2010, 20(4): 606-612.
【13】宋佩维.往复挤压Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能[J].金属热处理, 2010, 35(2): 15-20.
【14】陈力禾, 赵慧杰, 刘正, 等.镁合金压铸及其在汽车工业中的应用[J].铸造, 1999, 48(10): 45-50.
【15】YUAN S Y, YEH J W, TSAU C H. Improved microstructure and mechanical properties of 2024 aluminum alloy produced by a reciprocating exctrusion method[J].Materials Transactions, JIM, 1999, 40: 233-241.
【16】YEH J W, YUAN S Y, PENG C H. A reciprocating extrusion process for producing hypereutectic Al-20wt%Si wrought alloys[J].Materials Science and Engineering A, 1998, 252: 212-221.
【17】叶永南.AZ31镁合金往复挤压成形热力耦模拟研究[D].西安: 西安理工大学, 2007.
【18】RICHERT J, MARIA R, KRAK O W. A new method for unlimited deformation of metals and alloys[J].Aluminum, 1986, 8: 604-607.
【19】周惠久, 黄明志.金属材料强度学[M].北京: 科学出版社, 1989.
【20】刘云旭.金属热处理原理[M].北京: 机械工业出版社, 1981.
【21】冯端.金属物理学相变(第二卷)[M].北京: 科学出版社, 1990.
【22】黄光胜.镁合金成形性能的改善及热变形行为研究[D].重庆: 重庆大学, 2003.
【23】TAKEUCHI S, HASHIMOTO T, SUZUKI K. Plastic deformation of Mg2Si with the C1 structure[J].Itermetallics, 1996, 4: 147-150.
【24】BARBAGALLO S, CAVALIERE P, CERRI E. Compre-ssive plastic deformation of an AS21X magnesium alloy produced by high pressure die casting at elevated temperatures[J].Materials Science and Engineering A, 2004, 367: 9-16.
【25】黄明志, 石德珂, 金志浩.金属力学性能[M].西安: 西安交通大学出版社, 1986.
【2】ZHANG P. Creep behavior of the die-cast Mg-Al alloy AS21[J].Scripta Materialia, 2005, 52: 277-282.
【3】关绍康, 王迎新.高温镁合金的研究进展及其在汽车工业中的应用[J].机械工程材料, 2003, 27(8): 1-4.
【4】刘子利, 丁文江, 袁广银, 等.镁铝基耐热铸造镁合金的进展[J].机械工程材料, 2001, 25(11): 1-5.
【5】HUMBLE P. Towards a cheap resistant magnesium alloy[J].Materials Forum, 1997, 21: 4556-4562.
【6】陈振华.耐热镁合金[M].北京: 化学工业出版社, 2007.
【7】艾延龄, 罗承萍, 刘江文, 等.含Ca, Si镁合金的铸态组织及其形成机制[J].金属学报, 2005, 41(1): 49-54.
【8】YUAN G Y, LIU Z L, WANG Q D, et al. Microstructure refinement of Mg-Al-Zn-Si alloys[J].Materials Letters, 2002, 56: 53-58.
【9】LU Y Z, WANG Q D, ZENG X Q, et al. Behavior of Mg-6Al-xSi alloys during solution heat treatment at 420 ℃[J].Materials Science and Engineering A, 2001, 301: 255-258.
【10】程祥宇, 编译.热处理对6105铝合金中Mg2Si粗化的影响[J].国外金属热处理, 2005, 26(1): 12-15.
【11】宋佩维, 井晓天, 郭学锋.往复挤压Mg-4Al-2Si镁合金的组织细化与力学性能[J].中国有色金属学报, 2007, 17(1): 111-117.
【12】宋佩维.往复挤压Mg-4Al-2Si镁合金的晶粒细化[J].中国有色金属学报, 2010, 20(4): 606-612.
【13】宋佩维.往复挤压Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能[J].金属热处理, 2010, 35(2): 15-20.
【14】陈力禾, 赵慧杰, 刘正, 等.镁合金压铸及其在汽车工业中的应用[J].铸造, 1999, 48(10): 45-50.
【15】YUAN S Y, YEH J W, TSAU C H. Improved microstructure and mechanical properties of 2024 aluminum alloy produced by a reciprocating exctrusion method[J].Materials Transactions, JIM, 1999, 40: 233-241.
【16】YEH J W, YUAN S Y, PENG C H. A reciprocating extrusion process for producing hypereutectic Al-20wt%Si wrought alloys[J].Materials Science and Engineering A, 1998, 252: 212-221.
【17】叶永南.AZ31镁合金往复挤压成形热力耦模拟研究[D].西安: 西安理工大学, 2007.
【18】RICHERT J, MARIA R, KRAK O W. A new method for unlimited deformation of metals and alloys[J].Aluminum, 1986, 8: 604-607.
【19】周惠久, 黄明志.金属材料强度学[M].北京: 科学出版社, 1989.
【20】刘云旭.金属热处理原理[M].北京: 机械工业出版社, 1981.
【21】冯端.金属物理学相变(第二卷)[M].北京: 科学出版社, 1990.
【22】黄光胜.镁合金成形性能的改善及热变形行为研究[D].重庆: 重庆大学, 2003.
【23】TAKEUCHI S, HASHIMOTO T, SUZUKI K. Plastic deformation of Mg2Si with the C1 structure[J].Itermetallics, 1996, 4: 147-150.
【24】BARBAGALLO S, CAVALIERE P, CERRI E. Compre-ssive plastic deformation of an AS21X magnesium alloy produced by high pressure die casting at elevated temperatures[J].Materials Science and Engineering A, 2004, 367: 9-16.
【25】黄明志, 石德珂, 金志浩.金属力学性能[M].西安: 西安交通大学出版社, 1986.
相关信息
| 标题 | 相关频次 | |
 | 不同挤压态高硅含量Mg-9Al-6Si合金的压缩性能 | 2 |
| 工业纯镁的往复挤压工艺及晶粒细化效果 | 2 |
| 电解液中Na2CO3/C6H12O6对AZ31镁合金阳极氧化膜结构与耐腐蚀性能的影响 | 1 |
| 三乙醇胺对AZ31镁合金阳极氧化膜微观组织与耐蚀性的影响 | 1 |
