镁铝复合板在轧制与退火过程中的织构演变及其对力学性能的影响

摘要

镁及镁合金具有比强度高、电磁屏蔽性能和减震性能好等优点，但其耐腐蚀性能差限制了它们的使用范围，而铝合金质轻且塑性与耐腐性较好，在镁合金表面覆盖一层铝合金薄板，形成兼具二者优点的复合板成为近年来的研究热点。本论文采用轧制方法，在AZ31镁合金两侧包覆5052铝合金，探索了不同轧制速率与压下量对5052/AZ31/5052复合板的性能影响，并对性能较好的镁铝复合板进行退火。研究了轧制速率与压下量、退火温度与时间对镁铝复合板的微观组织结构、织构演变以及力学性能的影响。
　　在轧制速率为6.12m/min时，33%与40%压下量均可以获得表面状态良好的镁铝复合板，而48%压下量时复合板表面开裂。压下量增加时镁层的剪切带变宽，基面织构显著增强，小角度晶界（LAGB）、位错量增加，动态再结晶（DRX）的增加导致细小晶粒增加。铝层随着压下量的增加导致滑移量增加，晶粒细化，位错增加，出现S、C、B型织构，其中S型织构较为强烈，压下量增加时C、B型织构均得到加强。镁铝复合板拉伸强度增加而塑性下降。
　　40%压下量不同轧制速率下状况均良好。随着轧制速率的增加，镁层的剪切带逐渐变的细短，DRX的增加导致小晶粒有一定的增加，基面织构强度有所下降，非基面滑移系被激活，同时位错量有所增加。铝层轧制速率增加时晶粒更加细小，在各个速率下均有S、C、B型织构，S型织构最为强烈，织构强度下降，B、C型织构有所加强。镁铝复合板抗拉强度与延伸率变化不明显，轧制速率增加时强度有所下降而塑性有所增加。
　　镁铝复合板分别在200℃、300℃与400℃退火1h时发生了静态再结晶（SRX），300℃与400℃退火时生成了中间化合物层 Al3Mg2与 Mg17Al12，温度越高中间层越厚。随着退火温度的增加，镁层的再结晶程度增加，300℃以上退火时发生了完全再结晶。晶粒尺寸先减小后增大，基面织构逐渐降低，位错逐渐消失。铝层在200℃未发生再结晶，300℃时部分再结晶，400℃时完全再结晶，随着退火温度的增加，S、B、C型织构逐渐减弱，到400℃时消失并产生了立方织构与 R型织构。随着退火温度的增加，抗拉强度减小，塑性先增加后减小。
　　300℃时轧制态的镁铝复合板分别退火0.5h、2h、5h。300℃镁铝都发生了SRX，随着退火温度的升高，再结晶的程度不断增加，镁层在退火1h后发生完全再结晶，铝层在2h后发生了完全再结晶。镁层基面织构强度不断降低，位错量减少，晶粒尺寸先减小后增大。5h时产生了少量86°{10-12}的拉伸孪晶。铝层织构随着退火时间的增加，S、B、C型织构逐渐消失，再产生立方织构与少量 R型织构。复合板拉伸强度与塑性随着退火时间的增加先增大而后减小。300℃-2h强度与塑性最佳，这说明它是5052/AZ31/5052型镁铝复合板退火的最佳参数。

目录

声明

第一章 绪论

1.1镁及镁合金

1.2 铝及铝合金

1.3镁铝复合板的制备方法

1.4 轧制复合法研究现状

1.5 电子背散射衍射在镁铝复合板中的应用

1.6 选题意义及研究内容

第二章 实验方法及实验设备

2.1 实验材料

2.2 镁铝复合板的制备

2.3 EBSD试验及设备

第三章 镁铝复合板轧制过程中织构与力学性能变化

3.1 引言

3.2 轧制前AZ31镁合金与5052铝合金的微观组织

3.3不同压下量对镁铝复合板的影响

3.4 不同轧制速率对镁铝复合板的影响

3.5 本章小结

第四章 镁铝复合板退火过程中织构与力学性能变化

4.1 引言

4.2 退火温度对镁铝复合板的影响

4.3 退火时间对镁铝复合板的影响

4.4 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文