AZ61镁合金薄板退火制度及其组织性能研究

摘要

镁合金是实用金属中最轻的金属材料，具有较高的比强度和比刚度，阻尼减震性好，屏蔽电磁波，便于回收等特点。变形镁合金近年来得到极大重视，在国防、航空航天、3C以及汽车等领域得到了广泛地应用。发展变形镁合金板材生产技术是镁合金生产中最具挑战性的技术，对于开拓镁合金的应用前景具有重大的意义。
　　本文以AZ61镁合金铸轧板坯为研究对象，进行热轧、温轧和退火，利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、力学性能测试等研究手段，分析退火制度对AZ61镁合金薄板组织和性能的影响。论文取得以下结果:
　　(1)温轧后AZ61镁合金的组织主要由细小的动态再结晶新晶粒、粗大的变形晶粒和孪晶组成。
　　(2)在225～325℃退火时，再结晶后，随着保温时间的延长晶粒长大比较缓慢。尤其在325℃×3h退火时，镁合金板材组织也以细小的等轴晶为主，晶粒大小非常均匀。而当退火温度达350℃时，保温6h时出现超大晶粒。因此退火温度不宜超过350℃。
　　(3)在本文所研究的退火制度中，325℃×3h为最佳工艺制度，退火后横向抗拉强度达到255MPa，延伸率达到19.78％，纵向的抗拉强度达到275MPa，延伸率达到20.88％。
　　(4)随着退火温度和保温时间的增加，板材的横向和纵向性能趋于一致。在225℃×16h退火时，横向的抗拉强度和延伸率明显低于纵向的抗拉强度和延伸率，而当在325℃×3h退火时，板材横向和纵向力学性能趋于一致。
　　(5)经过325℃×3h退火的拉伸试样断口扫描显示断口上有明显的解理面并伴随大量的韧窝，是介于解理断裂和韧窝断裂之间一种过渡断裂形式，属于脆性和韧性断裂混合机制。
　　(6)在相同的退火制度下，交叉轧制能得到比单向轧制力学性能优异的板材。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 镁及镁合金

1．1．1 镁的基本性质

1．1．2 镁合金的基本性质

1．1．3 镁合金的应用

1．1．4 镁合金的合金成分与牌号标记方法

1．2 镁合金的分类

1．2．1 Mg-Al系合金概述

1．2．2 合金元素在镁基体中的溶解及作用

1．2．3 镁合金强化机制

1．3 变形镁合金的研究现状

1．3．1 镁合金板材轧制

1．3．2 镁合金板材冲压

1．4 镁合金的热处理

1．4．1 退火

1．4．2 固溶和时效

1．4．3 镁合金热处理工艺的研究现状

1．5 镁合金塑性变形机制

1．5．1 镁合金塑性变形中的滑移机制

1．5．2 镁合金塑性变形中的孪生机制

1．6 本课题研究的目的及主要内容

1．6．1 本课题研究的目的

1．6．2 本课题研究的内容

第2章 实验设备及实验过程

2．1 实验材料成分

2．2 铸轧实验

2．2．1 铸轧实验过程

2．2．2 铸轧实验设备

2．3 后续轧制实验

2．3．1 热轧实验过程

2．3．2 温轧实验过程

2．3．3 后续轧制实验设备

2．4 退火实验

2．5 金相试样的制备

2．6 SEM分析

2．7 力学性能测试实验

2．8 断口扫描

2．9 本章小结

第3章 AZ61镁合金薄板显微组织分析

3．1 AZ61镁合金的单向温轧薄板显微组织分析

3．2 退火后AZ61镁合金单向温轧薄板显微组织分析

3．2．1 保温时间对镁合金显微组织的影响

3．2．2 退火温度对镁合金显微组织的影响

3．2．3 AZ61镁合金扫描图片分析

3．3 AZ61镁合金交叉温轧薄板显微组织分析

3．4 退火后AZ61镁合金交叉温轧薄板显微组织分析

3．5 本章小结

第4章 AZ61镁合金薄板力学性能分析

4．1 退火对单向温轧AZ61镁合金薄板力学性能的影响

4．1．1 保温时间对力学性能的影响

4．1．2 退火温度对力学性能的影响

4．1．3 镁合金的断裂机制

4．1．4 单向轧制板材拉伸断口分析

4．2 退火对交叉温轧AZ61镁合金薄板力学性能的影响

4．2．1 交叉轧制板材拉伸断口分析

4．3 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢