AZ91D镁合金具有良好的铸造性能、机械强度,是应用最广的镁合金之一,但是其凝固温度范围宽,在压铸生产时容易形成气孔,因此通常是在铸态下使用。而触变成形技术能够减少或消除气孔,所以能通过热处理来提高镁合金的力学性能,而不会产生表面缺陷。触变成形技术兼有液态和固态金属成形的优点,是高效、节能的材料加工前沿技术。并且采用触变铸造时的形变抗力比固态要小的多,因此能够显著减少对模具的冲击和磨损,延长模具的使用寿命。本文主要研究了触变成形工艺参数和热处理工艺对AZ91D合金组织和力学性能的影响。 研究表明,最佳的成形工艺为:保温温度为585℃、保温时间90min、模具温度为350℃。模具温度在350℃时,合金充型效果良好,太低则不利于充型;保温温度在575℃时,由于固相率太高充型能力下降;保温时间小于90min很难获得完整的外形,时间过长则坯料氧化严重。 固溶处理后合金的抗拉强度、屈服强度上升,但是由于β-Mg₁₇Al₁₂相的分解溶入α-Mg基体中,形成了显微硬度较低的固溶体组织,合金的硬度有所下降。触变成形镁合金具有显著的时效强化特征,强化相为β-Mg₁₇Al₁₂。时效温度对合金的组织和性能有显著的影响。时效温度升高,可以使合金达到最大硬化效果的时间提前,但是其最大的硬化效果降低。 时效处理过程中,强化相的析出有两种类型:不连续与连续析出。在晶界处的不连续析出优先进行,晶粒内部的连续析出需要较长的保温时间或较高的保温温度。180℃时仅有不连续析出,当温度升到200℃、220℃、250℃后,均在不同的时间内发生了连续析出,并且数量逐渐增加;时效强化的效果对固溶体的固溶度有很大的敏感性,415℃-24h固溶后的时效强化明显高于415℃-8h固溶后的效果;β-Mg₁₇Al₁₂在固溶时效时经历溶解与二次析出,变得更加细小均匀,晶界的强烈钉扎作用能显著提高合金的力学性能。经415℃-24h-200℃-16h的热处理,合金抗拉强度达到213Mpa,比铸态提高了近51%。