大量研究集中在广泛使用的AZ系列镁合金的MDF工艺上,包括AZ80,AZ31,AZ61和AZ91合金。AZ80合金应该是工业中常用的商用镁合金之一。AZ80合金的开发成本低,因为没有添加稀土(RE)元素。张金龙等人在400 °C下通过24次MDF制备了极限抗拉强度为333.8 MPa,失效伸长率为17.8%的AZ80合金块,并表明由于锻件之间的加热,在MDF后期锻造道次增加,微观组织不会继续细化。周小杰等在初始锻造温度为360 °C,累积应变为1.8的情况下,用MDF制备了极限抗拉强度为388 MPa,失效伸长率为6.8%的AZ80合金。他们发现广泛的动态降水加剧了随后的老化效应。迄今为止报道的大多数MDF工艺都是在高温下进行的,因此可以实现更大的累积应变。然而,对于商用镁合金,如果不添加稀土元素,由于广泛的动态再结晶(DRX)和动态恢复(DRV)等软化机制,很难通过高温MDF开发高强度样品。一些学者提出了可以在室温下通过MDF开发的商用镁合金。Miura等研究了室温下MDF对挤压AZ80合金力学性能的影响,由于晶粒细化从20 μm到0.3 μm,MDF制备的 AZ80样品的屈服强度达到530 MPa,极限抗拉强度达到650 MPa。但报告的屈服强度和极限抗拉强度是真实应力,通常,锻件的强度是使用工程应力评估的。该过程只能通过一次锻造过程中的非常小的应变来实现,从而限制了其工业用途。此外,镁合金由于其可锻性差,在室温下锻造时容易开裂。
镁合金锻造的主要特点在于其变形温度范围较为狭窄,通常为70℃左右。通常情况下,在进行锻造时需要使用更高的温度,一般要将空白材料尽可能加热到高温度,以扩大锻造温度的范围,这一过程一般在150℃以下完成。为了防止过热,加热均匀,需要在有强制空气循环的电炉中加热,以加速热量传递,使炉内温度分布均匀,从而控制模锻空白的加热温度。在±5℃范围内。另外,镁合金在低速情况下表现出非常高的热塑性。为了避免裂纹,好用液压机锻造,也可以用机械压力机和螺旋压力机锻造,但不建议用锤模锻造。
镁压铸件的前景非常好。根据Ducker在2021年8月的报告,汽车中镁铸件的平均使用量将从2016年的每辆汽车3.6千克增加到2030年的每辆汽车11.5公斤。这里提到的压铸件以及车门内件将构成这一增长的大部分[3]。
目前镁锻件在汽车中的使用受到严重限制。镁锻件的主要用途是生产车轮。镁似乎是车轮生产的天然材料,因为更轻的车轮有很多好处。重量轻的车轮确保小的滚动阻力、大的加速和制动效率以及佳的燃油经济性。目前,锻造镁合金轮毂可用于赛车,甚至被强制用于方程式赛车。然而,镁合金车轮并不常用于任何街道车辆,尤其是那些在雪季撒盐时需要在街道上行驶的车辆。
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