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轻质高强韧构件是航空航天、国防军工领域减轻装备重量,提升战技指标的迫切需求。其中,舱段构件作为箭体结构的重要组成部分和主要承力构件,实现轻质化、整体化、精确化制造是新一代航天装备发展对其提出的重要要求。本文以商业AZ80镁合金为材料,采用环形通道转角挤压(ACAE)新型工艺制备了舱段构件,研究了形变和热处理对构件组织演变规律及力学性能的影响。重点分析均匀化处理、固溶处理(T4)、时效处理(T5)、固溶+时效处理(T6)下β-Mg17Al12相溶解析出行为,揭示β相微观特性与力学性能关系,为高性能镁合金舱段构件制造提供了理论支撑。研究结果表明:(1)铸态合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12共晶相和难溶Al-Mn相组成,为不均匀偏析结构。均匀化处理中,温度是影响树状共晶相溶入基体的主要因素;均匀化温度越高,共晶相溶入基体越充分,但合金易发生过烧。铸态合金经415℃+16h均匀化处理后,枝晶偏析现象得到消除,塑性明显提升,延伸率由0.98%提高到10.7%。(2)变形温度对挤压组织及力学性能有重要影响。变形温度升高,组织不均匀程度降低,晶粒尺寸和织构强度增大;剪切织构逐渐消失,进而转变为一种(0001)基面与挤压方向呈20°的织构。不均匀组织及粗大晶粒均不利于提高合金力学性能,350℃挤压合金的综合力学性能最佳。断裂分析表明挤压合金中,晶间相附近是裂纹萌生、拓展的主要区域。(3)T4处理使挤压组织发生静态再结晶,晶粒尺寸增大,β相回溶基体,形成均匀过饱和固溶体。T4处理后,挤压合金的强度降低,延伸率大幅提升,断裂机制转变为孪生诱导断裂。300℃、350℃、380℃挤压合金的最佳固溶处理参数为415℃+2h、415℃+2h、415℃+1.5h。(4)β-Mg17Al12析出行为主要由时效温度所控制。低温下有利于胞状结构、椭圆颗粒相析出,高温下有利于菱形相、板条相和晶间相析出。时效温度升高,胞状结构体积分数减小及内部片层间距增大,菱形相、晶间相发生明显粗化,综合导致合金的时效硬化效果减弱。(5)T5处理不能改变挤压形成的不均匀组织结构,β相优先在Al原子富集的晶间相附近析出,容易引起应力集中,合金延伸率较差。T6处理后,β相从过饱和固溶体中均匀析出,合金的综合性能得到显著提升,拉伸过程中裂纹主要形核于α-Mg基体与析出相之间的无沉淀区(PFZ)。(6)通过对比不同热处理工艺后舱段构件的组织与性能,确定环形通道转角挤压的最佳成形及热处理工艺参数为:均匀化处理(415℃+16h)+挤压变形(350℃+0.5mm/s)+固溶处理(415℃+2h)+时效处理(175℃+30h)。舱段构件抗拉强度可达到327MPa,屈服强度为225MPa,延伸率为11.6%。