镁合金管材热态内压成形性能之温度对极限膨胀率的影响

行业动态 | 2020-01-10

摘要：镁合金管材有分流模挤压和针孔模挤压两种制造工艺，分流模挤压管材壁厚均匀，但是由于焊缝的存在，在很低的压力下会产生开裂；针化模挤压制造的无缝管，无焊缝对成形性的影响，相对来说更适合用上液压成形。

　　镁合金管材有分流模挤压和针孔模挤压两种制造工艺，分流模挤压管材壁厚均匀，但是由于焊缝的存在，在很低的压力下会产生开裂；针化模挤压制造的无缝管，无焊缝对成形性的影响，相对来说更适合用上液压成形。采用AZ31B镁合金针孔模挤压管材进行了热油介质压力成形实验，管材直径为44mm,壁厚为1.8mm,化学成分见10-3所示。

　　表10-3 AZ31B镁合金管材化学成分

　　图10-10为AZ31B镁合金管材在不同温度和应变速率下的屈服强度和抗拉强度。屈服强度和抗拉强度随着温度升高面减小，随着应变速率升高而增大。这说明温度越高或应变速率越低，镁合金管材越易变形。

　　图10-10变形条件对AZ31B镁合金管材强度的影响

　　(a)应变速率ε=0.01s-¹；(b)温度T=175℃。

　　图10-11为不同温度和不同应变速率下的总延伸率和均匀延伸率。总延伸率为试样拉断时的延伸率，均匀延伸率定义为达到抗拉强度时的延伸率。随着温度的升高，镁合金管材的总延伸率不断增大，但均匀延伸率先增大后减小，在175℃达到最大值。随着应变速率的增大,镁合金管材的总延伸率不断减小，而均匀延伸率也是先增大后减小,在0.01s-¹达到最大值。

　　图10-11变形条件对AZ31镁合金管材延伸率的影响

　　(a)应变速率ε=0.01s-¹；(b)温度T=175℃。

　　图10-12为AZ31B镁合金管材在不同温度下的胀形管件。图10-13为相应的破裂压力和极限膨胀形率随温度变化规律。每个条件下进行三次试验,图中数据为三次试验结果平均值。在相同加压速度下,随着温度的升高,AZ31B镁合金管材的破裂压力逐渐减小。

　　从室温下的22MPa下降到250℃时的15MPa。AZ31B镁合金管材的室温变形能力较差,极限膨胀率为9.0%。随着温度的升高,极限膨胀率逐渐增大。当温度为175℃时,极限膨胀率增加到30%。随温度继续升高,极限膨胀率逐渐减小,温度为250℃时,仅为13.5%。

　　图10-12不同温度下胀形管件

　　(a)20℃;(b)150℃;(c)175℃;(d)200℃;(e)225℃;(f)250℃。

　　这是因为,当温度高于150℃时,由于动态软化作用增强,AZ31B镁合金管材的屈服强度和抗拉强度均不断下降,从而导致管材在胀形过程中发生塑性变形和发生破裂所需的内压不断下降。另一方面,随着温度升高,原子活动能力增强,可开动滑移系增多,在相同的加压条件下管材塑性变形能力增加。但是温度升高到一定程度后,保持管材均匀变形的硬化作用减弱,从而导致在相同加压条件下,镁合金管材的极限膨胀率在高于一定温度后开始下降。