Mg-Al多層復(fù)合板阻尼行為研究.pdf

1、本文采用軋制變形工藝制備了單層純鎂和純鋁板材,采用軋制復(fù)合法制備了Al/Mg/Al三明治復(fù)合板,采用累積疊軋技術(shù)(ARB)在室溫下進(jìn)行不同道次軋制變形制備Mg/Al多層復(fù)合板材。采用光學(xué)顯微鏡研究復(fù)合板的顯微組織變化,利用電子背散射(EBSD)技術(shù)對(duì)單層純鎂軋板的織構(gòu)演變進(jìn)行分析,利用掃描電鏡研究了復(fù)合板的界面。采用拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)板材的室溫力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試,利用機(jī)械動(dòng)態(tài)分析儀(DMA-Q800)分析測(cè)試板材的阻尼性能。此外,本文還對(duì)復(fù)合板

2、進(jìn)行了退火處理,分析和探究了退火時(shí)間和退火溫度對(duì)復(fù)合板組織、界面結(jié)合及阻尼性能的影響。
　　對(duì)于純鎂軋板,隨著軋制變形量的增加,晶粒越來越細(xì)小;板材的室溫屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度也明顯增加。隨著軋制變形量的增加,位錯(cuò)纏結(jié)增多,板材室溫阻尼值逐漸降低。鑄態(tài)純鎂板的阻尼-溫度譜中存在三個(gè)內(nèi)耗峰;軋制變形量較小時(shí)純鎂板中只存在一個(gè)明顯的內(nèi)耗峰,且該峰為晶界弛豫峰;軋制量達(dá)到80％的純鎂板材中存在兩個(gè)內(nèi)耗峰,其中P2為晶界弛豫峰,P3為再結(jié)晶峰

3、。單層鋁板的室溫阻尼值隨著鋁板厚度的增加而增加;其阻尼-溫度譜存在兩個(gè)內(nèi)耗峰,200℃左右的P1峰為弛豫峰,300℃左右的P2峰為再結(jié)晶峰。
　　在室溫下,將不同厚度的純鋁板材與鎂板相疊合軋制出Al/Mg/Al三明治板材。不同Al/Mg/Al板的界面結(jié)合良好,主要為機(jī)械結(jié)合,且軋制變形量越大,界面結(jié)合越好。不同Al/Mg/Al三明治板的阻尼性能和力學(xué)性能都與三明治板中鋁板含量有關(guān),例如0.7Al/Mg/Al板中鋁板含量較多且軋制變

4、形量較大,屈服強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度較高。由于三明治板的室溫阻尼應(yīng)變譜主要受到板材中鎂層的影響,故其阻尼應(yīng)變譜變化趨勢(shì)與單層鎂板相同,即隨著軋制變形量的增加而降低。三明治板的阻尼-溫度譜中存在兩個(gè)內(nèi)耗峰,P1峰為弛豫峰,其激活能介于鎂板和鋁板激活能之間,P2峰為再結(jié)晶峰。200℃退火處理后,Al/Mg/Al板的界面結(jié)合增強(qiáng),開始產(chǎn)生明顯的擴(kuò)散層,250℃退火后Al/Mg/Al板界面明顯出現(xiàn)三個(gè)界面層:Al(Mg)/Al3Mg2、Al3Mg2/A

5、l12Mg17、Al12Mg17/Mg(Al)。對(duì)于阻尼應(yīng)變譜,隨著退火溫度的增加,低應(yīng)變區(qū)阻尼值降低;而高應(yīng)變區(qū)阻尼值快速增加,與晶粒長(zhǎng)大有關(guān)。對(duì)于阻尼溫度譜,200℃以上退火后P1峰降低,主要與鋁層的弛豫峰降低有關(guān);由于在300℃退火發(fā)生了再結(jié)晶,P2再結(jié)晶峰降低。
　　在室溫下,利用累積疊軋技術(shù)對(duì)三明治板進(jìn)行不同道次軋制,軋制后界面平直,除了三道次軋制后出現(xiàn)局部頸縮現(xiàn)象。隨著軋制道次的增加,ARB復(fù)合板中鎂層的細(xì)小等軸晶比例

6、增加,顯微組織更均勻。隨著軋制道次的增加,ARB復(fù)合板的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度也逐漸增加。由于軋制道次的增加,阻尼應(yīng)變譜沒有明顯變化。ARB-2cycle復(fù)合板的阻尼溫度譜中存在三個(gè)內(nèi)耗峰,P1峰和P2峰為弛豫峰,P3峰為再結(jié)晶峰。相比于三明治板,3道次ARB變形復(fù)合板的界面結(jié)合更好。200℃退火處理后,界面明顯擴(kuò)散層;250℃退火后,界面生成了兩種界面反應(yīng)物。退火后復(fù)合板的室溫阻尼性能明顯降低,這與鎂板中雜質(zhì)原子的擴(kuò)散、Mg/Al界面處M