孔型轧制和Sn添加对AZ61合金的显微组织及力学性能的影响
摘要
镁合金为最具发展前景的轻质材料，拥有比强度高、阻尼性能好和易回收利用等优
势。由于镁合金的诸多优点，现已在国防、航天、交通和通讯等领域得到大量应用。因
此探索制备更优良性能镁合金的工艺具有重要意义。
AZ61(Φ20)ATZ641(Φ20)350℃400℃450℃
本文对挤压态合金和挤压态合金在、和
下进行四道次孔型轧制，轧制孔径分别为Φ18、Φ15、Φ12和Φ10，每道次轧前退火10min。
主要研究随着轧制道次的增加，合金的显微组织演变过程；轧前退火态合金的晶粒尺寸
Sn
与轧制过程中的第二相析出行为对合金晶粒细化程度和均匀化程度的影响；元素添
加对AZ61合金的显微组织与力学性能的影响。最终根据实验结果确定两种合金的最佳
加工工艺，体现出两种合金挤压变形后再进行孔型轧制的研究意义。得到以下主要结论：
(1)AZ61ATZ641300℃16
合金和合金在挤压温度为、挤压比为、挤压速度为
0.2mm/s的挤压条件下，均充分完成动态再结晶过程，再结晶分数均高达90%以上，平
均晶粒尺寸分别为11.45μm和5.92μm。经过挤压变形和孔型轧制变形后合金的成形性
均较好，体现出加工工艺的合理性。
(2)AZ61合金和ATZ641合金在轧制过程中均发生非连续动态再结晶过程，动态再
结晶小晶粒沿着原始晶粒的晶界形核长大，其合金的显微组织都是由形变晶粒及其晶界
周围的动态再结晶小晶粒组成。相同温度下，轧前退火态合金的晶粒越小，第二相沿晶
界析出数量越多，合金在轧制变形过程中完成晶粒细化和均匀化的过程就越快。
(3)Sn元素添加到AZ61合金能够引入大量MgSn相，促进动态再结晶过程，加剧
2
阻碍动态再结晶晶粒长大，晶粒得到明显细化，同时沿晶界析出的第二相数量增多，导
致AZ61合金的强度得到显著提升，塑性略微下降。
(4)AZ61合金的最佳加工工艺为挤压态合金在450℃下进行第一道次孔型轧制(变
19%)311.4MPa352.2MPa14.9%
形量为，其屈服强度、抗拉强度和断后延伸率分别为、和；
ATZ641合金的最佳加工工艺为挤压态合金在350℃下进行第一道次孔型轧制(变形量为
19%)，其屈服强度、抗拉强度和断后延伸率分别为345.5MPa、401.5MPa和13.4%，该
工艺下制备出了抗拉强度超过400MPa的较高强度镁合金，且塑性也达到很好的标准。
关键词：AZ61合金；ATZ641合金；孔型轧制；动态再结晶；动态析出
孔型轧制和Sn添加对AZ61合金的显微组织及力学性能的影响
ABSTRACT
Magnesiumalloyisthemostpromisinglightweightmaterialwiththeadvantagesofhigh
specificstrength,gooddampingperformanceandeasyrecycling.Magnesiumalloyshave
beenwidelyusedinthefieldsofnationaldefense,aerospace,transportationand
communicationduetotheirmanyadvantages.Therefore,itisofgreatsignificance