变形历史对AZ80+0.4％Ce镁合金时效行为的影响

摘要

本文利用Gleeble-3500热模拟试验机对AZ80+0.4%Ce镁合金进行高温扭转试验，分别以不同冷却速率进行冷却，随后进行时效处理。扭转变形时变形量和应变速率与扭转试样半径成正比关系，拟利用该种关系研究变形历史对镁合金显微组织及织构演变规律，探究不同扭转变形参数对后期时效效果的影响规律。利用显微硬度计进行硬度测试，采用OM、SEM观察微观组织，利用EBSD检测对镁合金织构变化进行表征。 合金经扭转变形后晶粒得以细化，试样横截面形成梯度组织，边缘处的平均晶粒尺寸小于心部，由于细晶强化的效果，合金的硬度值沿半径方向由心部到边缘不断增加。当变形温度为300℃时，再结晶晶粒最为细小，其尺寸随变形温度的增加而增加，硬度值随温度的降低而增加，随着温度的升高，组织越均匀。 在高速率（7rad/s）下，变形组织中的细小再结晶晶粒呈带状分布，随着应变速率的降低，再结晶更完全，晶粒尺寸不断增大；冷却速率对高温（380℃）及低应变速率下扭转变形组织的影响较为显著，合金在缓冷过程中已有较多析出，较低温度及高速率（7rad/s和0.7rad/s）下的扭转变形组织对冷却速率的改变不敏感。 AZ80+0.4%Ce镁合金经时效处理后，硬度值均随时效时间的增加而增加，相同时效时间下硬度值由心部到边缘不断增加，这一变化趋势随着时效时间的增加趋于平缓。不同变形温度下的第二相析出形态不相同，低温时以连续点状的析出相为主，随变形温度的增加，非连续片层状析出出现并逐渐占主导地位；合金在低应变速率下析出较快，而高应变速率的试样在时效至12h才有明显的析出。 随着时效时间的增加，第二相的面积分数不断增加，且边缘及心部的第二相析出面积分数差异不断缩小至趋于一致；当连续析出以细小弥散分布在晶粒内部或非连续片层状密集生长时，镁合金的时效强化效果最为明显。 在扭转变形过程中，织构相比原始态织构产生了一定程度的弱化，其中变形量越大，更多晶粒的c轴转向ED方向，而边缘区域由于再结晶织构的存在，强度高于心部；小角度晶界的比例随着温度的降低而逐渐增加，随着应变速率的增加而增加，说明合金在高温以及低应变速率下变形时再结晶程度更高。

目录

声明

1. 绪论

1.1 引言

1.2 镁合金的塑性加工工艺

1.3.1 镁合金的固溶处理

1.3.2 镁合金的时效处理

1.4 AZ系镁合金的时效析出行为

1.5 镁合金织构

1.6 本课题的研究意义和主要内容

1.6.1 本课题的研究意义

1.6.2 本课题的主要研究内容

2. 实验材料与试验方法

2.1 试验方案设计

2.2 实验材料

2.3 试验方法

2.3.1 均匀化热处理

2.3.2 热模拟扭转实验

2.3.3 时效处理

2.4 分析测试方法

2.4.1 光学显微组织观察

2.4.2 扫描组织观察

2.4.3 背散射电子衍射测试分析

2.4.4 硬度测试

3. AZ80+0.4%Ce镁合金热扭转变形行为

3.1 温度对扭转变形组织的影响

3.2 应变速率对扭转变形组织的影响

3.3 冷却速率对扭转变形组织的影响

3.4 本章小结

4. 热扭转变形对AZ80+0.4%Ce镁合金时效行为的影响

4.1 变形温度对时效行为的影响

4.2 应变速率对时效行为的影响

4.3 冷却速率对时效行为的影响

4.4不同析出相形态的强化效果

4.5 本章小结

5. 热扭转变形过程中的织构演变规律

5.1 扭转变形温度对织构演变的影响

5.2 扭转变形速率对织构演变的影响

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢