超声表面滚压处理对AZ31B镁合金组织和性能的影响

摘要

目的研究AZ31B镁合金在超声表面滚压处理后,表面微观结构、显微硬度和表面粗糙度的变化及其在拉伸试验过程中对AZ31B镁合金内部组织的影响。方法利用超声表面滚压处理在AZ31B镁合金表面制备梯度变形层。利用X射线衍射仪、EBSD、显微硬度仪和表面粗糙度仪,分析试样表面的微观结构、显微硬度和表面粗糙度。对超声表面滚压处理前后试样进行拉伸试验,分析其拉伸性能和微观组织变形。结果经过9道超声表面滚压处理后,样品表层形成了厚约600μm的变形层。变形层组织呈梯度分布,分别为超细晶粒层、细粒过渡层和母材组织。随着与试样表面距离的增加,试样表面的显微硬度值为84~52HV10g。USRP试样的表面粗糙度Ra达到0.140μm。在拉伸过程中,相对于母材,超声表面滚压处理试样微观组织的变化量较少。结论相对于未处理试样,超声表面滚压处理试样的屈服强度提高了28%,显微硬度提高了40%,表面粗糙度降低了96.4%。同时,超声表面滚压处理在镁合金试样表层形成的梯度结构,在拉伸过程中降低了中心微观组织的变形。