15、温度和应变速率对压铸镁合金AE44拉伸行为的影响

温度和应变速率对压铸镁合金AE44拉伸行为的影响

1. 引言

镁合金在制造领域中，常通过压力压铸工艺生产。过去20年里，高压压铸及相关触变模塑工艺对镁合金的消耗量远超其他工艺。压铸镁合金零件具有独特的微观结构，如较小的晶粒尺寸（约10 µm）和随机织构。

常见的镁铝合金体系中，铝可改善铸造性和机械性能，少量锰用于控制铁含量以降低其对耐腐蚀性的不利影响。常见合金有AZ91（Mg - 9Al - 1Zn - 0.2Mn）和AM60（Mg - 6Al - 0.3Mn）。不过，镁固溶体中高含量的铝会影响高温抗蠕变性，并通过动态应变时效改变材料对应变速率和温度的响应。为满足高温应用需求，开发了含铈（Ce）和镧（La）等元素的特殊合金，这些元素能降低镁固溶体中的铝含量，使合金变形行为更易解释。

AE44（Mg - 4Al - 4RE - 0.3Mn）是常用的抗蠕变压铸镁合金，此前研究发现其在室温下对应变速率敏感。本次研究进一步探讨了温度、应变速率和热处理对压铸AE44变形行为的影响，并将其加工硬化行为与Voce硬化定律进行比较。

2. 实验方法

• 合金成分 ：本次使用的AE44合金成分（wt%）为：Al 3.86、Mn 0.38、Ce 2.61、La 1.66，其余为Mg。
• 样品制备 ：用250吨冷室压铸机铸造出直径5.65 mm、标距长度34.5 mm的圆柱形拉伸棒。测试分为铸态（AE44 - F）和200 °C下热处理32 h（AE44 - T5）两种状态。T5时效能显著提高AE合金的强度，且不会大幅降低其延展性。