织构对AZ31镁合金薄板拉伸性能的影响

摘要

镁合金是目前工程应用中最轻的一种金属材料，具有高比强度、良好的导热性和减震性等特点，被认为是21世纪最富于开发和应用的“绿色材料”。由于工业态镁合金板材具有强的基面织构，导致镁合金板材在室温下的成形性能差。前期研究表明单向多道次弯曲工艺(RUB)可以有效改善镁合金薄板的基面织构，并能显著改善镁合金薄板的室温冲压成形性能。本文通过系统研究单向多道次弯曲前后具有不同织构的镁合金薄板在拉伸过程中的组织与性能变化规律，为镁合金薄板的织构控制和应用研究提供理论依据。
　　 采用单向多道次弯曲处理了工业态镁合金薄板，并用EBSD分析处理前后的织构演变，研究了室温至673K在不同应变速率下轴向拉伸过程中的组织与性能变化。获得了如下结论：
　　 ①室温下，工业态AZ31B镁合金薄板强度较高，塑性较低；随着温度的升高，塑性增加，并呈现出低温超塑性特征或高应变速率超塑性。在673K以初始应变速率1×10-3s-1轴向拉伸时，其延伸率达到191％。室温至273K变形时，显微组织中出现少量孪晶；而473K及以上变形时发生了动态再结晶。
　　 ②单向多道次弯曲工艺可以有效改善工业态镁合金薄板的基面织构，使基面织构强度减弱，并使基面滑移系的Schmid因子增大。弯曲后的平均晶粒尺寸略有长大，晶粒尺寸对机械性能差别的影响可以忽略。
　　 ③单向多道次弯曲工艺可有效改善工业态镁合金薄板的室温成型性能。经单向多道次弯曲工艺处理后，板材的拉伸延伸率由20％增加到25％，且屈服强度降低了约40MPa。
　　 ④随着拉伸温度的升高，非基面滑移系被激活，加之动态再结晶软化作用，这种具有基面倾斜的初始织构对镁合金板材性能的影响已经弱化。在中高温拉伸过程中，RUB镁合金板材也表现出低温低应变超塑性和高温高应变超塑性。
　　 ⑤单轴拉伸过程中，镁合金板材中晶粒的c轴将会朝垂直于拉伸轴的方向旋转且＜10(-1)0＞取向趋于平行于拉伸方向。且随着温度的升高，这种趋势更加明显。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1 综述

1.2镁及镁合金的特点、应用现状与发展前景

1.2.1镁及镁合金的特点

1.2.2镁合金的标记和分类

1.2.3镁及镁合金的研究与应用现状

1.2.4变形镁合金的发展前景

1.3晶体织构的研究方法

1.4变形镁合金织构研究现状

1.4.1织构的含义及其研究意义

1.4.2温度对变形镁合金织构的影响

1.4.3热处理对镁合金织构的影响

1.4.4加工工艺对镁合金织构的影响

1.5织构与力学性能的关系

1.6课题研究的目的内容和意义

2实验材料与研究方法

2.1单向多道次弯曲实验原理

2.2镁合金板材拉伸实验

2.3金相组织的观察

2.4 EBSD分析和测试

2.4.1 EBSD系统组成与技术原理

2.4.2 EBSD菊池带的产生与识别原理

2.3.3 EBSD数据处理

2.3.4 EBSD试样制备

3 AZ31B镁合金薄板在RUB过程中的织构演变

3.1 AZ31镁合金的织构分析

3.1.1极图简介

3.1.2反极图简介

3.1.3 ODF图简介

3.2单向多道次弯曲后板材组织变化

3.3单向多道次弯曲后板材织构取向变化

3.4本章小结

4工业态镁合金薄板拉伸性能与组织

4.1工业态镁合金薄板的应力应变曲线

4.2工业态镁合金薄板的拉伸组织分析

4.3本章小结

5 RUB镁合金薄板拉伸性能与组织

5.1 RUB镁合金板材拉伸应力应变曲线

5.2 RUB镁合金板材的拉伸组织

5.3 RUB镁合金板材拉伸过程中的织构演变

5.4织构对镁合金拉伸性能的影响

5.5本章小结

6结论

致 谢

参考文献

附 录