论文部分内容阅读
镁合金材料在不久的将来,用量将超过铝合金材料,成为武器装备中应用最广的金属结构材料。ZK60镁合金具有最高的强度、良好的塑性及耐蚀性,是目前应用最多的变形镁合金之一。本文系统研究了ZK60合金的塑性变形特性,成形后的一系列力学性能和抗冲击能力,进而评价其在装甲防护方面的价值,以指导镁合金在军事工业上的工程应用。主要研究内容和结论如下：1.ZK60镁合金的热模拟分析表明,ZK60合金的加工性不如AZ80镁合金。通过实验发现,在高于300℃,低于1S-1的应变率条件下ZK60合金的热成形性好。2.对ZK60合金进行了等温平面压缩实验,发现由于难熔化合物的存在,均匀化后ZK60合金不仅消除了铸态的网状组织,且仍保持了晶粒细化效果,这种晶粒细化效果一直延续到后面的热变形、热处理过程中,使ZK60合金在热加工后具有较好的力学性能。3.在平面压缩态、平面压缩+T5态、平面压缩+T6态下,ZK60合金抗拉强度在应变量为2.07时都达到极值点,而延伸率出现极值时对应的应变大小有所不同。4.正挤压变形参数(变形温度、应变量)相同时,正挤压后ZK60合金的抗拉强度平均高于热压缩后ZK60合金抗拉强度78MPa,正挤压后ZK60合金的延伸率平均低于热压缩后ZK60合金延伸率4.2%。同热压缩+T5实验结果一致,正挤压+T5态ZK60合金,具有较好的力学性能。但应变3.40以后,力学性能达到极值。5.对不同热加工态ZK60合金进行了Hopkinson低速冲击(<100m/s)实验研究,发现应变率愈大,ZK60合金的动态真应力——应变曲线上愈出现明显的屈服点和屈服平台阶段；应变率愈大,断裂时对应的应变越大,且σ-ε曲线最后断裂下降部分越长,表明在高应变率下,合金具有好的塑性,且裂纹扩展速度较慢。6.对不同热加工态ZK60合金进行了弹丸高速冲击(500m/s)变形镁合金靶板实验研究,主要结果如下：(1)高速弹击实验后,在靶材弹孔背面,出现了白亮的剪切唇,说明ZK60合金靶材具有较好的塑性,在高速弹击情况下,吸能性较好,具有较好的抗弹性。(2)热变形+T5态ZK60镁合金靶板抗弹性较好,弹坑周围几乎不出现裂纹；热变形+T6态镁合金靶板抗弹性较差,弹坑周围都出现了明显的纵向裂纹；热变形态镁合金弹坑形貌有的出现裂纹,有的不出现裂纹,比较光滑。(3)经过线性回归分析,建立了弹坑深度与靶板材料力学性能之间的关系式：y=13.1-0.03x,其中：y值越小,靶板材料抗弹性越好。关系式说明了只有在Rm、Rp0.2、A都达到最理想状态下,材料就可获得优异的抗弹性。