ECAE镁合金超塑性变形行为的研究

摘要

近年来，利用剧烈塑性变形法获得超细晶粒以提高材料的性能已成为普遍关注的热点之一。等通道转角挤压(ECAE)由于能制备大块超细晶材料，更受到特别关注。等通道转角挤压工艺的最大优势是不仅能细化晶粒，而且能显著改善材料的塑性，这对于塑性变形能力相对较差的镁合金尤为重要。基于此，本文重点研究了经过等通道转角挤压的AZ91、AZ81和AZ61三种镁合金的超塑变形行为及其变形机制，以期为高韧性镁合金材料的开发和应用提供可靠的依据。 通过在不同温度和不同应变速率条件下进行拉伸试验，研究了试验温度和应变速率对经2道次、不同路径等通道转角挤压的AZ91、AZ81和AZ61镁合金超塑变形行为的影响，确定了上述镁合金的应变速率敏感系数和塑形流变激活能，得到了其表现出超塑性的适宜挤压路径以及最佳温度和应变速率。此外，利用扫描电子显微镜(SEM)对三种等通道转角挤压镁合金在超塑拉伸变形后的表面形貌进行了观察与分析，并探讨了等通道转角挤压镁合金的超塑性变形机制。 试验结果表明，经过路径Bc挤压的AZ91镁合金在300℃和2×10<'-4>s<'-1>的应变速率下其延伸率达到410％，说明在此条件下AZ91镁合金已经呈现良好的超塑性；经过路径A挤压的AZ81镁合金在250℃温度和l×10<'-3>s<'-1>应变速率条件下其延伸率可达到731％，这意味着AZ8l镁合金具有相当好的低温超塑性；在200℃，经过路径Bc挤压的AZ61镁合金在应变速率为1×10<'-3>s<'-1>的条件下延伸率达到了272％，也表现出了低温超塑性变形特征。对于经过等通道转角挤压的三种镁合金而言，其超塑变形机制主要是晶界扩散控制的晶界滑移机制，其中空洞是协调晶界滑移的重要机制。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1镁合金的分类

1.1.1 Mg-Al系合金

1.1.2 Mg-Zn系合金

1.1.3 Mg-RE系合金

1.1.4 Mg-Li系合金

1.2镁合金的特点及应用

1.3等通道转角挤压技术的研究现状与应用前景

1.3.1等通道转角挤压技术的研究概况

1.3.2工艺参数对等通道转角挤压的影响

1.3.3等通道转角挤压技术的应用前景

1.4超塑性研究现状

1.4.1材料的超塑性

1.4.2镁合金获得超塑性的加工工艺

1.5本课题的提出及意义

2试验材料及方法

2.1试验材料

2.2镁合金的等通道转角挤压

2.3 ECAE处理后合金的显微组织

2.4超塑性拉伸试验

2.5应变速率敏感系数和塑性流变激活能的确定

2.6超塑性变形样品的表面形貌观察

3试验结果及分析

3.1等通道转角挤压AZ81镁合金的超塑性行为

3.1.1等通道转角挤压AZ81镁合金在不同温度下的超塑性行为

3.1.2等通道转角挤压AZ81镁合金在不同应变速率下的超塑性行为

3.1.3挤压路径对ECAE处理的AZ81镁合金超塑性行为的影响

3.1.4等通道转角挤压AZ81合金的应变速率敏感系数及塑性流变激活能

3.1.5等通道转角挤压AZ81合金在超塑变形后的表面形貌

3.2等通道转角挤压AZ61镁合金的超塑性行为

3.2.1等通道转角挤压AZ61镁合金在不同温度下的超塑性行为

3.2.2等通道转角挤压AZ61镁合金在不同应变速率下的超塑性行为

3.2.3挤压路径对ECAE处理的AZ61镁合金超塑性变形行为的影响

3.2.4等通道转角挤压AZ61合金的应变速率敏感系数及塑性流变激活能

3.2.5等通道转角挤压AZ61合金在超塑变形后的表面形貌

3.3等通道转角挤压AZ91镁合金的超塑性行为

3.3.1等通道转角挤压AZ91镁合金的超塑性行为

3.3.2等通道转角挤压处理的AZ91镁合金应变速率敏感系数

3.3.4等通道转角挤压AZ91合金在超塑变形后的表面形貌

4讨论

5结论

参考文献

在学研究成果

致谢