搅拌摩擦加工细晶AZ31镁合金腐蚀疲劳机理研究

摘要

本文对AZ31镁合金轧制板材进行室温下搅拌摩擦加工，通过空气与水下多道次搅拌摩擦加工得到不同晶粒尺寸的AZ31镁合金。通过在空气中和质量分数为1％NaCl溶液中对加工区进行疲劳实验。主要的结论如下：
　　不同搅拌摩擦加工参数下，加工区得到平均晶粒分别为8.5、3.5、1.2μm的均匀等轴晶组织，平均晶粒尺寸随着热输入量的增加而增加，两道次水下加工制备出1.2μm的细晶组织。加工后织构类型改变且有利于基面滑移。不同加工参数下基面织构的影响相同。
　　空气中的疲劳曲线表现出明显的各向异性，TD方向的疲劳强度高于PD方向，疲劳强度分别为130MPa和90MPa。在空气中超细晶镁合金PD方向S-N曲线的拟合方程为：lgN=2.3676-0.068lgσ、TD方向S-N曲线的拟合方程为：lgN=2.2555-0.032lgσ。
　　腐蚀溶液中的疲劳同样表现出各向异性，TD方向的疲劳强度高于PD方向。晶粒尺寸细化能提高腐蚀疲劳强度：首先晶粒细化能够影响变形行为，使得不易变形；其次晶粒细化后在50万周次前能有效的减轻腐蚀，通过以上两种方式提高疲劳强度。织构主要影响变形的难易程度。PD方向，搅拌摩擦加工镁合金的织构利于滑移，可以发现断口处滑移带较多，滑移台阶窄而密；TD方向由于不利滑移，滑移台阶宽且低。母材由于晶粒尺寸大、腐蚀疲劳过程中孪生变形与滑移同时启动，断口表现出滑移带的扭转。

目录

声明

1 绪论

1.1 引言

1.2 变形镁合金

1.3 搅拌摩擦加工镁合金

1.4 晶体的取向与检测

1.5 镁合金腐蚀疲劳研究现状

1.6 本课题研究内容及意义

2 实验材料与方法

2.1实验材料

2.2实验方案

2.3 实验设备及方法

2.4 本章小结

3 搅拌摩擦加工镁合金的组织与力学性能

3.1 搅拌摩擦加工的宏观形貌

3.2 搅拌摩擦加工微观组织

3.3 搅拌摩擦加工镁合金力学性能分析

3.4 本章小结

4 搅拌摩擦加工镁合金腐蚀疲劳

4.1 腐蚀疲劳试验

4.2 疲劳实验

4.3 疲劳裂纹扩展实验

4.4 浸泡腐蚀实验

4.5 本章小结

5 搅拌摩擦加工镁合金腐蚀疲劳机理研究

5.1 S-N曲线分析

5.2 腐蚀疲劳断口分析

5.3 TD方向腐蚀疲劳断口分析

5.4 本章小结

6 结论

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表论文情况