鎂合金管材有分流模擠壓和針孔模擠壓兩種制造工藝，分流模擠壓管材壁厚均勻，但是由于焊縫的存在，在很低的壓力下會產(chǎn)生開裂；針化模擠壓制造的無縫管，無焊縫對成形性的影響，相對來說更適合用上液壓成形。采用AZ31B鎂合金針孔模擠壓管材進(jìn)行了熱油介質(zhì)壓力成形實驗，管材直徑為44mm,壁厚為1.8mm,化學(xué)成分見10-3所示。
表10-3 AZ31B鎂合金管材化學(xué)成分
圖10-10為AZ31B鎂合金管材在不同溫度和應(yīng)變速率下的屈服強度和抗拉強度。屈服強度和抗拉強度隨著溫度升高面減小，隨著應(yīng)變速率升高而增大。這說明溫度越高或應(yīng)變速率越低，鎂合金管材越易變形。
圖10-10變形條件對AZ31B鎂合金管材強度的影響
(a)應(yīng)變速率ε=0.01s-¹；(b)溫度T=175℃。
圖10-11為不同溫度和不同應(yīng)變速率下的總延伸率和均勻延伸率。總延伸率為試樣拉斷時的延伸率，均勻延伸率定義為達(dá)到抗拉強度時的延伸率。隨著溫度的升高，鎂合金管材的總延伸率不斷增大，但均勻延伸率先增大后減小，在175℃達(dá)到最大值。隨著應(yīng)變速率的增大,鎂合金管材的總延伸率不斷減小，而均勻延伸率也是先增大后減小,在0.01s-¹達(dá)到最大值。
圖10-11變形條件對AZ31鎂合金管材延伸率的影響
(a)應(yīng)變速率ε=0.01s-¹；(b)溫度T=175℃。
圖10-12為AZ31B鎂合金管材在不同溫度下的脹形管件。圖10-13為相應(yīng)的破裂壓力和極限膨脹形率隨溫度變化規(guī)律。每個條件下進(jìn)行三次試驗,圖中數(shù)據(jù)為三次試驗結(jié)果平均值。在相同加壓速度下,隨著溫度的升高,AZ31B鎂合金管材的破裂壓力逐漸減小。
從室溫下的22MPa下降到250℃時的15MPa。AZ31B鎂合金管材的室溫變形能力較差,極限膨脹率為9.0%。隨著溫度的升高,極限膨脹率逐漸增大。當(dāng)溫度為175℃時,極限膨脹率增加到30%。隨溫度繼續(xù)升高,極限膨脹率逐漸減小,溫度為250℃時,僅為13.5%。
圖10-12不同溫度下脹形管件
(a)20℃;(b)150℃;(c)175℃;(d)200℃;(e)225℃;(f)250℃。
這是因為,當(dāng)溫度高于150℃時,由于動態(tài)軟化作用增強,AZ31B鎂合金管材的屈服強度和抗拉強度均不斷下降,從而導(dǎo)致管材在脹形過程中發(fā)生塑性變形和發(fā)生破裂所需的內(nèi)壓不斷下降。另一方面,隨著溫度升高,原子活動能力增強,可開動滑移系增多,在相同的加壓條件下管材塑性變形能力增加。但是溫度升高到一定程度后,保持管材均勻變形的硬化作用減弱,從而導(dǎo)致在相同加壓條件下,鎂合金管材的極限膨脹率在高于一定溫度后開始下降。
圖10-13不同溫度下脹形性能
(a)破裂壓力；(b)極限膨脹率。
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《現(xiàn)代液壓成形技術(shù)》
作者：苑世劍
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