预变形和变形后退火对AZ31轧制镁合金力学行为影响的研究

摘要

镁及其合金的室温成型性能差，具有强烈的拉压不对称性和机械各向异性等，因此它们的应用在一定程度上受到限制。为了满足不同的工程使用要求，许多方法都被用来改变镁合金的性能。其中，通过预变形引入形变孪生，从而改变镁合金的屈服强度、各向异性和拉压不对称性等逐渐成为研究热点之一。退火也是一种改善镁合金成型性能的有效且经济的方式，镁合金的最终织构可以通过退火去改变。因此，结合预变形和退火的优势改善镁合金性能显得尤为重要。
　　本论文以轧制态 AZ31镁合金为研究对象，对其进行不同方式的预压缩，预压缩后对部分试样进行退火处理，通过组织观察(OM)、X射线衍射分析(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)等分析测试技术，研究了预压缩和退火处理对 AZ31镁合金轧板室温再压缩时力学行为的影响。主要研究结果如下：
　　对轧制态 AZ31镁合金材料进行沿 TD(横向)方向的单向预压缩，发现沿 TD预压缩后，(0002)基面和(1010)柱面出现择优分布，由于{1012}孪生的出现使得基体的基面产生~86°的偏转，进而导致预压缩后 c轴转向平行于压缩方向的孪生织构形成，而沿 ND(法向)方向预压缩后宏观织构没有明显的改变。对沿 TD方向预压缩试样进行沿 ND方向的再压缩时，先前产生的{1012}孪生会发生退孪生现象。
　　当对单向预压缩试样进行不同时间的退火处理后，沿 TD预压缩试样经4h退火后仍残留大量未发生再结晶的拉伸孪晶，晶粒并未得到明显细化，其退火后屈服强度的提高主要是由于退火延缓了退孪生活动，即产生了退火硬化现象。当沿 ND预压缩试样经4h退火后没有任何孪晶残留，且晶粒得到明显细化，其退火后屈服强度的提高主要归因于静态再结晶引起的晶粒细化。
　　对材料进行先沿 TD方向再沿 RD方向的两步预压缩，发现沿 RD方向的再压缩过程是由基体中{1012}拉伸孪生的形成和{1012}孪生中{1012}-{1012}二次孪生的形成主导的，在{1012}一次孪生中形成的{1012}-{1012}二次孪生极大地改变了板材 ND方向的再压缩行为。由于退火会导致再结晶织构的形成，从而使得织构极图更均匀，织构强度更低。预变形产生的孪晶片层引起的晶粒细化，再加上预变形和退火引起的晶粒取向的重新分布，极大的改善了AZ31轧制板材RD、TD和ND三个方向的机械各向异性。

目录

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1 绪 论

1.1 引言

1.2 镁合金的塑性变形

1.3 退火对形变金属组织和性能的影响

1.4 国内外研究现状

1.5 本课题的研究内容和意义

2 实验内容

2.1 实验方案

2.2 实验材料

2.3 压缩实验

2.4 退火实验

2.5 金相实验

2.6 晶粒尺寸的测定

2.7 X-射线衍射实验

2.8 EBSD实验

3 单向预变形及变形后退火对AZ31轧制板材ND方向再压缩

3.1 引言

3.2 实验过程

3.3 实验结果

3.4 分析与讨论

3.5 小结

4 预变形及退火对AZ31轧制板材各向异性的影响

4.1 引言

4.2 实验过程

4.3 实验结果

4.4 分析与讨论

4.5 小结

5 结 论

致谢

参考文献

附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录