等通道角挤压AZ31镁合金组织与织构演变及快速冲击各向异性

摘要

本文选择热挤压AZ31镁合金为研究对象，分别对其进行不同温度、不同道次的等通道角挤压(equal channel angular pressing.ECAP)，并对挤压样品进行450℃、30分钟退火处理。通过结构观察和取向分析，研究了在不同工艺参数下AZ31镁合金等通道挤压的组织、组织的演变规律，并探讨了再结晶织构对快速冲击各向异性的影响。
　　结构观察结果表明，在180℃到350℃下进行等通道角挤压，原始大晶粒由于剧烈变形而破碎，明显细化，且挤压温度越低，细化效果越明显。在440℃进行1到12道次挤压时，随挤压道次增加原始大晶粒被逐渐打碎而细化，且存大晶粒中形成的晶界处形成很多动态再结晶晶粒。当挤压道次达到12道时，原始大晶粒尺寸虽然变得较小，但是仍未能完全消失。在对1到12道次挤压试样进行450℃、30分钟退火后，试样发生了完全再结晶，原始大晶粒全部消失。基于取向分析，本文对大晶粒的细化过程进行了深入的分析。
　　取向分析结果表明，随ECAP挤压道次增加，{0002}基面织构强度增加。当挤压道次达到12道时、{0002}基面面织构较8道次有一定程度的减弱，主要原因是原始大晶粒在挤压后破碎且晶粒c轴向ED方向偏转，且在大晶粒晶界上形成的部分动态再结晶晶粒的取向与大晶粒的取向一致。经过8道次挤压后。材料形成明显的{0002}<11-20>织构，即{0002}基面平行于挤压面，<11-20>方向平行于挤压方向。在随后的退火中，所有试样的织构强度较退火前减弱，且织构漫散程度增加。
　　快速冲击实验结果表明，对1到12道次挤压后退火试样，在冲击压力分别为0.2MPa和0.5MPa的快速冲击过程中，沿平行于ND方向进行冲击时的应变低于沿平行于 TD进行冲击的应变率，材料存在明显的各向异性。
　　通过对以上结果的分析讨论认为，采用交角为120°的ECAP模具对AZ31镁合金进行A路径挤压后，可以细化晶粒，但细化效果不显著，其主要原因是由于取向的变化，在ECAP过程中合金的基面织构得到加强，最后形成以{0002}<11-20>组分为主的织构。再结晶退火很容易使晶粒粗大，织构变得相对慢散。但仍然对快速冲击各向异性产生较大影响。