孿生對(duì)AZ31B鎂合金板材V型彎曲中性層偏移的影響.pdf

1、近年來鎂合金獲得國(guó)防軍事、航空航天、汽車、電子等領(lǐng)域的廣泛青睞，被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色金屬結(jié)構(gòu)材料”。由于其具有獨(dú)特的密排六方結(jié)構(gòu)，室溫下能夠提供的獨(dú)立滑移系有限，孿生對(duì)變形起著尤為重要的作用。孿生的出現(xiàn)導(dǎo)致鎂合金彎曲變形過程的中性層偏移與一般金屬材料相異。本文從顯微組織出發(fā)，研究了AZ31B鎂合金彎曲過程的中性層偏移狀況和機(jī)理；變形參數(shù)（溫度、彎曲圓角半徑、應(yīng)變速率）對(duì)回彈以及中性層偏移的影響；研究了孿生-去孿生對(duì) AZ31鎂合金組織

2、和機(jī)械性能的影響，分析了去孿生對(duì)鎂合金板材彎曲中性層偏移的影響規(guī)律。通過金相顯微鏡（OM）、電子背散射衍射計(jì)算（EBSD）、掃描電子顯微鏡（SEM）等分析與表征技術(shù)，系統(tǒng)考察了鎂合金板材在彎曲過程中的組織演變。得到以下結(jié)論：
　　（1）AZ31B鎂合金在150℃下進(jìn)行V型彎曲，中性層偏移系數(shù)K值大于0.5，應(yīng)變中性層偏移至外層拉伸區(qū)域。中性層內(nèi)外兩層呈現(xiàn)明顯的組織差異，外層為均勻分布的等軸晶粒，滑移主導(dǎo)變形；內(nèi)層為{10(1)2}

3、拉伸孿晶，孿生主導(dǎo)變形，內(nèi)外層變形機(jī)制的不對(duì)稱性導(dǎo)致彎曲過程的中性層外偏。同時(shí)彎曲中間區(qū)域出現(xiàn){10(1)2}孿晶帶，呈45°方向從內(nèi)側(cè)向外側(cè)生長(zhǎng)。
　?。?）AZ31B鎂合金在50，100，150，200，250，300℃下彎曲半徑9.3mm進(jìn)行90°V型彎曲，回彈與中性層偏移系數(shù)隨溫度的升高逐漸減小。隨溫度升高，動(dòng)態(tài)回復(fù)與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶以及非基面滑移開動(dòng)，應(yīng)力集中得到釋放，抑制孿生變形的開動(dòng)，內(nèi)層{10(1)2}拉伸孿晶體積分?jǐn)?shù)減

4、小，彎曲內(nèi)外層拉壓不對(duì)稱性減弱，中性層偏移系數(shù)K值減小。
　?。?）AZ31B鎂合金在100℃下進(jìn)行彎曲圓角半徑7.5，8.1，8.7，9.3mm的90°V型彎曲，回彈隨著彎曲半徑的減小而減小，中性層偏移系數(shù)隨之增大。較小的彎曲半徑彎曲時(shí)，局部彎曲應(yīng)變較大，加劇了應(yīng)力集中，促進(jìn)了孿生行為，{10-12}拉伸孿晶體積分?jǐn)?shù)增大，拉壓不對(duì)稱性增強(qiáng)，中性層偏移系數(shù) K值增大，偏移量增大。
　　（4）AZ31B鎂合金板材在150℃下沿

5、軋制方向應(yīng)變速率10-2s-1，10-3s-1，10-4s-1下進(jìn)行單軸拉伸和壓縮，隨應(yīng)變速率降低，鎂合金屈服強(qiáng)度逐漸降低，壓縮屈服強(qiáng)度與拉伸屈服強(qiáng)度比值CYS/TYS逐漸增大，拉壓不對(duì)稱性減弱。進(jìn)行90°V型彎曲，中性層偏移系數(shù)K值隨之減小。
　?。?）AZ31B鎂合金棒材室溫沿?cái)D壓方向下預(yù)壓縮1％，3%，5%隨后反向拉伸，同時(shí)預(yù)拉伸1%，3%，5%隨后反向壓縮。隨預(yù)壓縮程度的增大，鎂合金組織內(nèi)部{10(1)2}拉伸孿晶體積分?jǐn)?shù)

6、逐漸增大，反向拉伸去孿生發(fā)生，屈服強(qiáng)度逐漸降低，延伸率逐漸增大；隨預(yù)拉伸程度的增大，反向壓縮屈服強(qiáng)度逐漸增大，壓縮過程中{10-12}孿生受到抑制，孿晶體積分?jǐn)?shù)隨預(yù)拉伸程度的增大而減小。
　　（6）AZ31B鎂合金沿?cái)D壓方向預(yù)壓縮3%隨后應(yīng)變速率10-1s-1，10-2s-1，10-3s-1，10-4s-1下150℃反向拉伸，研究了不同應(yīng)變速率下去孿生對(duì)鎂合金變形行為的影響。隨著應(yīng)變速率的降低，原始材料強(qiáng)度逐漸降低，延伸率逐漸增大

7、。預(yù)壓縮后材料反向拉伸，最大延伸率在10-2s-1下獲得，隨后隨著應(yīng)變速率的降低，延伸率逐漸降低。與原始板材相比150℃下預(yù)壓縮反向拉伸，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶受到抑制，再結(jié)晶晶粒體積分?jǐn)?shù)降低。
　?。?）AZ31B鎂合金板材室溫下沿軋制方向預(yù)壓縮1%，3%，5%，沿軋制方向預(yù)拉伸3%，5%隨后進(jìn)行150℃下90°V型彎曲，預(yù)變形后回彈均增大而中性層偏移系數(shù)減小。預(yù)壓縮后彎曲，外層發(fā)生去孿生，內(nèi)層孿生變形受到初始孿晶抑制，拉壓不對(duì)稱性減弱；預(yù)