研究背景

镁合金由于密度小、电磁屏蔽性好等优点广泛应用于电脑、手机等3C电子产品外壳领域。传统采用AZ91合金压铸工艺生产，近些年使用AZ31镁合金板材采用温冲压工艺生产成为主流。但是AZ31板材呈现基面织构，室温塑性变形能力较差，只能温冲压，生产效率低。Mg-Zn-RE系合金是近些年开发的高塑性镁合金材料，其显著特征是板材呈非基面织构，室温伸长率高，有望室温冲压成形。目前关于Mg-Zn-RE系合金的织构形成和室温塑性变形机理已有较多研究，但是在室温冲压过程的组织演变和塑性变形机理缺乏理解。

本论文作者团队研究了高塑性Mg-Zn-Gd轧制板材在室温杯突过程各部位的厚度变化和组织演变规律，阐明了该合金室温杯突变形机理及开裂机理，希望为高塑性镁合金板材的室温杯突冲压成形工艺设计以及可室温成形镁合金板材开发提供理论指导。

 

文章亮点

本论文明确了杯突成形时厚度减薄主要发生在顶部及周边区域，在径向拉应力作用下，非基面织构使基面滑移、拉伸孪生和非基面滑移都处于晶体学有利取向，共同协调塑性变形，开裂原因为第二相附近裂纹源沿横向方向的晶界扩展所致。

 

图文解析

如图1 所示，Mg-Zn-Gd室温杯突具有很好的成形性能，多次实验发现最终杯突成形时厚度减薄主要发生在顶部及周边区域，裂纹也发生在这个区域，且裂纹方向沿着横向扩展。

研究结论

高塑性镁合金具有优异的室温杯突成形性能，其原因是非基面织构和稀土溶质原子作用下的基面滑移、拉伸孪生和非基面滑移活性增加并协调塑性变形，这类合金横向和纵向塑性各向异性以及第二相限制了其成形塑性进一步提高，需要进行成分组织和织构的再设计优化。