等通道角变形(ECAP)对纯镁的阻尼性能与力学性能的影响

摘要

本文采用等通道角挤压(ECAP)对挤压态纯镁在150℃至350℃温度范围内进行了不同道次的塑性变形。采用光学显微镜和透射电子显微镜研究了挤压态纯镁ECAP变形前后的显微组织变化，采用X射线衍射和EBSD(电子背散射)对ECAP变形前后纯镁的织构演变进行了分析，采用拉伸试验机对ECAP变形前后纯镁的室温拉伸性能进行了测试，采用机械动态分析仪(DMA-Q800)测试了ECAP变形前后纯镁的阻尼性能。
　　挤压态纯镁晶粒度约为50μm，经低温ECAP变形后纯镁晶粒可细化到3μm，其晶界极其不规则，存在大量具有高密度位错的亚晶组织。随着ECAP变形温度的升高，再结晶越来越充分，各道次晶粒变化不明显，但晶粒逐渐趋于等轴，位错密度逐步降低。由于受到晶粒度和织构双重因素的影响，ECAP变形后纯镁的屈服强度随着变形道次和变形温度的升高逐渐降低，而延伸率逐步提高。250℃下ECAP变形6道次纯镁的晶粒由于出现了双峰分布，其延伸率达到28％，而且强度也没有损失。
　　对纯镁的阻尼-应变谱研究表明，挤压态纯镁经ECAP后，低应变下阻尼升高，而高应变下阻尼降低；随着ECAP变形道次的增加，与应变振幅无关的阻尼逐渐升高，临界脱钉应变降低；随退火温度升高和时间的延长，与应变振幅无关的阻尼先降低后又升高。晶粒尺寸、晶界状态、溶质原子分布以及织构均对纯镁的阻尼性能有影响，凡是能提高位错密度和长度、增加位错可动性的方法都可以提高纯镁的阻尼性能。对纯镁与应变振幅相关的阻尼进行G-L曲线拟合，发现其偏离了直线，说明可能还有阻尼的其它影响因素，如孪晶、晶界滑移等。
　　对纯镁的阻尼-温度谱研究发现，在70～250℃温度区间ECAP变形后纯镁的阻尼性能要比挤压态的高出很多。各种缺陷对材料的高温阻尼性能均有贡献。本文主要发现3个阻尼峰：低温峰P1经退火后变得明显，其激活能为93kJ/mol，为溶质原子拖曳位错在基面滑移的阻尼峰。P2阻尼峰与晶界状态紧密相关，其激活能介于晶界扩散激活能和体扩散激活能之间，为晶界滑移峰；P3与纯镁内部存储的变形能有关，为再结晶峰。

目录

等通道角变形(ECAP)对纯镁的阻尼性能与力学性能的影响

Damping Capacity and MechanicalProperty of Pure Mg Processed by EqualChannel Angular Pressing

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 镁合金阻尼研究进展

1.3 等通道挤压(ECAP)研究进展

1.4 本文主要研究内容

第2章 试验材料与试验方法

2.1 试验材料

2.2 试验流程

2.3 试验方法

第3章 ECAP 变形前后纯镁的显微组织及室温力学性能

3.1 ECAP 变形工艺对挤压态纯镁微观组织的影响

3.2 退火工艺对挤压态和ECAP 变形纯镁微观组织的影响

3.3 挤压态纯镁ECAP 变形前后及退火后的织构变化

3.4 挤压态纯镁ECAP 变形前后的室温力学性能

3.5 本章小结

第4章 ECAP 变形前后纯镁在室温下的阻尼性能

4.1 ECAP 变形前后纯镁的室温阻尼性能

4.2 挤压态及ECAP 变形纯镁经退火后的室温阻尼性能

4.3 纯镁的室温阻尼性能与力学性能的关系

4.4 本章小结

第5章 ECAP 变形前后纯镁在高温下的阻尼性能

5.1 材料中的驰豫过程与激活能计算

5.2 纯镁ECAP 变形前后的高温阻尼性能

5.3 挤压态及ECAP 变形纯镁经退火后的高温阻尼性能

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢