AZ31镁合金轧制板材中低温塑性变形行为研究

摘要

近年来镁合金作为轻质结构材料在运输车辆、电子产品等领域得到了广泛的应用，但由于大多数镁合金具有密排六方结构，可开动的滑移系少，使得镁合金在室温下塑性差，许多加工工艺须在较高温度的条件下进行。因此，镁合金在中低温度下塑性变形的研究成为材料领域的研究热点之一。据此，本文开展了变形镁合金中低温变形行为的研究，希望对镁合金的塑性加工有一定的参考作用。 首先，采用了经普通轧制的AZ31镁合金板材为试验材料，通过单向拉伸实验、金相观察和TEM观察研究了在中低温、不同应变速率的条件下材料的变形特征以及组织变化规律。实验中，拉伸的温度分别选取室温、373K、423K、473K、523K，应变速率分别选取10-3s-1、0.5×10-2s-1、10-2s-1、0.5×10-1s1、10-1s-1。结果表明：普通轧制板材存在着强烈的基面织构，在低温(室温～423K)变形时，其变形方式以{1011}孪生为主，孪生表现出强烈的速率敏感性，且孪晶的形核长大速度很快。随着温度的升高，会逐渐发生低温动态再结晶，低温动态再结晶包括孪生动态再结晶和低温连续动态再结晶。当温度上升到达一定程度(473K～523K)时，便引发了动态回复和连续动态再结晶，应变速率越小，动态再结晶进行得越充分，进而使材料得到了软化。 其次，开展了等径角轧制AZ31镁合金板材(ECAR)的中低温条件下变形行为的研究，并与等径角轧制前的普通轧制板材(NR)进行了对比分析。结果显示：两种不同轧制工艺所获得的板材，初始织构存在着区别，等径角轧制后的板材的基面织构有所减弱，使其同等变形条件下变形行为有所不同，从而体现出在宏观力学性能方面的差异。在低温(室温～423K)下，等径角轧制后板材变形机制虽然仍以孪生为主，但与等径角轧制前(NR)相比，一部分晶粒发生了偏转，基面滑移的Schmid因子增大，基面滑移容易启动，从而使其塑性提高；随着温度的提高，在473K时，大量连续动态再结晶晶粒在晶界处形核，并慢慢长成等轴晶粒。当温度达到一定程度(523K)时，连续动态再结晶现象明显，再结晶晶粒在晶界处形核并长大，且呈“项链”状分布。动态再结晶的发生受制于滑移的开动，而镁合金中的滑移对初始取向有明显的取向依赖性。与等径角轧制前的普通轧制板材相比，同等条件下等径角轧制后板材动态再结晶更为充分，软化更为明显，在中温变形条件下，塑性提高，强度下降。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1引言

1.2变形镁合金的塑性加工技术及研究现状

1.3镁合金动态再结晶研究进展

1.4镁合金的塑性变形特点

1.4.1镁及镁合金塑性变形方式

1.4.2镁合金的滑移变形

1.4.3镁合金的孪生变形

1.4.4镁合金的变形机理

1.4.5镁合金塑性变形的主要影响因素

1.5镁合金板材的组织和特点

1.6课题研究的目的意义及内容

1.6.1课题研究目的和意义

1.6.2课题研究的内容

第2章 实验材料及研究方案

2.1实验材料

2.1.1熔铸

2.1.2挤压

2.1.3轧制

2.2分析检测

2.2.1单向拉伸试验

2.2.2金相显微观察

2.2.3扫描电镜观察

2.2.4极图分析

2.2.5透射电镜分析

第3章 普通轧制板材的低温变形行为研究

3.1引言

3.2织构特征

3.3流变行为

3.4微观组织变化规律

3.4.1不同应力下微观组织的变化

3.4.2不同应变速率下微观组织的变化

3.5孪晶类型和形貌分析

3.6断口分析

3.7分析与讨论

3.8本章小结

第4章 普通轧制板材的中温变形行为研究

4.1引言

4.2流变行为

4.3微观组织变化规律

4.3.1不同应变速率下的微观组织变化

4.3.2恒定应力下微观组织的演变

4.4孪晶形貌观察

4.5断口分析

4.6分析与讨论

4.7本章小结

第5章 等径角轧制板材的中低温塑性变形机制研究

5.1引言

5.2织构对比分析

5.3流变行为

5.4微观组织的对比分析

5.4.1低温下微观组织对比

5.4.2中温下微观组织对比

5.5孪晶形貌观察

5.6断口分析

5.7分析与讨论

5.8本章小结

结论

参考文献

致谢

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