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镁合金凭借其密度轻、比强度高、抗冲击性优异以及良好的吸能性和阻尼减震性等优点,在航空航天、汽车、武器装备等领域有着广泛的应用。挤压变形是镁合金塑性加工的主要方式之一。在工业生产尺度下采用圆铸锭挤压镁合金中厚板不可避免存在挤压板材微观组织和力学性能的不均匀性问题,最终影响其应用。针对此问题,本文以AZ80和ZK60两种高强工业镁合金为基础进行合金化改性,考察了两种改性合金挤压态的微观组织与力学性能并对其不均匀性进行了评价,在此基础上研究了 T5时效热处理制度对挤压板微观组织和力学性能不均匀性的影响规律,优化了可以获得力学性能高且性能均匀性好的热处理制度;最后通过靶试,对以上两种合金挤压板材的抗弹性进行了考察,并明确了具有较好抗弹性的复合防弹装甲组合方式。对AZ80改性合金300mm×30mm挤压板和ZK60改性合金300mm×20mm挤压板的试验结果表明,两种板材挤压态的微观组织和力学性能均存在不均匀性。AZ80改性合金板的挤压态组织基本呈现为完全再结晶组织,表层晶粒比心层粗大,在宽向上,表层边部晶粒比中部细小但不均,心层边部与中部晶粒差别较小,拉伸实验表现为拉伸强度表层低于心层,表层边部小于表层中部,而心层宽向上则差别不大。ZK60改性合金板的挤压态组织则呈现为典型的挤压流变组织,组织由剧烈变形区内完全再结晶组织和未发生再结晶的粗大晶粒组织构成,表层与心层组织差别不明显,在宽向上,表层和心层均表现为其边部比中部变形更均匀且再结晶细化更明显的特点,拉伸实验也表明细晶部位具有较高的强度性能,即表现为拉伸强度表层低于心层,表层和心层均呈现边部大于中部的特点。对比两种挤压板,其组织与性能的不均匀性却明显呈现不同的特征:AZ80改性合金挤压板在宽向上只在心层表现出较好的组织与性能的均匀性,但表层不均匀性明显,而ZK60改性合金挤压板在宽向上的表层与心层均表现出较大组织与性能的不均匀性。对AZ80改性合金挤压板进行T5处理硬度检测的结果表明,挤压板不同部位达到峰时效的时间没有区别,但时效强化程度不同,在150℃、180℃和200℃下时效时,达到峰时效时间分别为26h,20h和18h,达到最好时效强化均匀性的时间区间分别为22～24h,20h和16-18h,综合考虑强度及其均匀性以及工艺效率,最好的时效制度为200℃×16-18h。对AZ80改性合金180℃×20h热处理态的拉伸性能检测也表明,与挤压态相比,挤压板材的强度与伸长率均匀性明显提高。对ZK60改性合金挤压板进行T5处理硬度检测的结果表明,挤压板不同部位只在200℃×16h可同时达到峰时效,实现均匀时效时间为18-22h;150℃时,边部呈现持续软化,中部在24h时出现峰时效,且无法通过调整时效时间实现均匀时效;180℃时,边部与中部分别在18h和10h时达到峰时效,且在18h可达到均匀时效效果,综合考虑强度及其均匀性,最好的时效制度为180℃×18h。对180℃×18h热处理态的拉伸性能检测也表明,与挤压态相比,挤压板材的力学性能均匀性明显提高;对ZK60改性合金180℃×18h热处理态的拉伸性能检测表明,与挤压态相比,挤压板材的强度均匀性无改善,但伸长率差别减小。打靶试验结果表明,对AZ80和ZK60两种改性合金,采用厚度30mm+20mm的叠层镁合金组合板材均能够抵抗直径7.62mm普通子弹的冲击,但无法抵抗直径7.62mm穿甲弹的冲击;镁合金板材作用装甲挂件,内挂比外挂具有更好的抗弹效果,其中,厚度20mm AZ80(或ZK60)板+厚度10mm PE板组合挂件可使厚度为4.5mm的钢铁装甲抗弹性达到北约2级防弹标准,与同等抗弹性钢铁装甲相比,可实现减重16%。