AZ31鎂合金動(dòng)態(tài)塑性變形微結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)力學(xué)性能影響機(jī)理.pdf

1、鎂及鎂合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，由于它具有密度低、比強(qiáng)度高、阻尼減震性好、易回收等優(yōu)點(diǎn)，在航天航空、汽車(chē)行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。鎂合金由于是六方晶體結(jié)構(gòu)（HCP）的金屬，獨(dú)立滑移系少，在室溫變形條件下塑性低，變形加工困難，已成為限制鎂合金大量應(yīng)用的最大阻礙。本論文通過(guò)動(dòng)態(tài)塑性變形（DPD）的方法對(duì)原始熱軋退火板進(jìn)行加工，并利用金相、電子背散射和拉伸實(shí)驗(yàn)對(duì)動(dòng)態(tài)塑性變形后的AZ31鎂合金的微觀組織、織構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)的主要結(jié)

2、論如下：
　?、傺刂堉品较虻膭?dòng)態(tài)塑性變形使得AZ31鎂合金產(chǎn)生了大量的{10-12}拉伸孿生，隨著變形量的增加，孿生體積分?jǐn)?shù)逐漸增加，當(dāng)變形量達(dá)到8％時(shí)，孿晶基本達(dá)到飽和；動(dòng)態(tài)塑性變形使得AZ31鎂合金的織構(gòu)發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，隨著變形量的增加，鎂合金晶粒的C軸由原來(lái)平行于法向轉(zhuǎn)向平行于載荷方向，基面織構(gòu)逐漸減弱，當(dāng)變形量達(dá)到8%時(shí)，基面織構(gòu)全部變成孿生織構(gòu)；隨著動(dòng)態(tài)塑性變形量的增加，孿晶片層結(jié)構(gòu)之間的距離是在逐漸減小，從變形量為1%的

3、5.55μm縮小到變形量為8%時(shí)的2.49μm。
　?、贒PD預(yù)變形后再拉伸0°拉伸試樣在拉伸的過(guò)程中會(huì)發(fā)生退孿生的現(xiàn)象，孿生體積分?jǐn)?shù)由拉伸前的13%、35%和66%分別降到3%、2%和9%。拉伸前后的織構(gòu)也發(fā)生變化，拉伸完后初始基面織構(gòu)由于退孿生過(guò)程而得到恢復(fù)；DPD預(yù)變形后再拉伸90°拉伸試樣在拉伸的過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生退孿生現(xiàn)象，孿生體積分?jǐn)?shù)基本沒(méi)有發(fā)生改變，拉伸前后的織構(gòu)也沒(méi)有發(fā)生變化。
　?、蹖?duì)DPD變形后的AZ31鎂合

4、金進(jìn)行0°拉伸時(shí)，由于在拉伸時(shí)發(fā)生退孿生現(xiàn)象，材料的屈服強(qiáng)度與DPD前相比急劇降低，同時(shí)預(yù)變形形成的{10-12}孿晶以及孿生應(yīng)變也在退孿生過(guò)程中得到恢復(fù)，隨著DPD變形量的逐漸增加，由于預(yù)變形過(guò)程中形成的孿晶與滑移之間交互作用所導(dǎo)致加工硬化的作用，材料的拉伸屈服強(qiáng)度在不斷的增大；對(duì)DPD變形后的AZ31鎂合金進(jìn)行90°拉伸時(shí)，材料的屈服強(qiáng)度隨著 DPD變形量的增加而不斷增大，這與孿晶界阻礙位錯(cuò)滑移有關(guān)，對(duì)于DPD變形量為5%的90°拉

5、伸試樣，由于特定的變形工藝，形成了密度較大的孿生片層組織，材料的強(qiáng)度和塑性都得到了改善，抗拉強(qiáng)度由之前的239MPa提高到了273MPa,延伸率由之前的11%增加到14.5%，材料的延伸率提高了40%左右；對(duì)于DPD變形后的0°和90°拉伸試樣來(lái)說(shuō)，材料的抗拉強(qiáng)度并沒(méi)有發(fā)生多大的變化，說(shuō)明DPD對(duì)材料的抗拉強(qiáng)度影響較小。
　　為了進(jìn)一步分析具有{10-12}孿晶片層組織的鎂合金的力學(xué)性能，通過(guò)退火處理去除由預(yù)變形產(chǎn)生的位錯(cuò)纏結(jié)及應(yīng)

6、力集中，討論退孿生行為以及孿晶片層引起的晶粒細(xì)化對(duì)AZ31鎂合金力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明：
　?、軐?duì)DPD去應(yīng)力退火后的AZ31鎂合金進(jìn)行0°拉伸時(shí)，發(fā)現(xiàn)材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度隨著 DPD變形量的增加也不斷增大，后者甚至高達(dá)304Mpa，而且增大的幅度比沒(méi)有退火處理的樣品更加明顯，這是因?yàn)橥藢\生引起織構(gòu)的改變，使得軟取向轉(zhuǎn)變成硬取向，從而達(dá)到了織構(gòu)強(qiáng)化的作用；對(duì)DPD去應(yīng)力退火后的AZ31鎂合金進(jìn)行90°拉伸時(shí)，發(fā)現(xiàn)材料的屈