AZ31鎂合金動態(tài)塑性變形微結(jié)構(gòu)特征及其對力學性能影響機理.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、比強度高、阻尼減震性好、易回收等優(yōu)點，在航天航空、汽車行業(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。本論文通過動態(tài)塑性變形（DPD）的方法對原始熱軋退火板進行加工，并利用金相、電子背散射和拉伸實驗對動態(tài)塑性變形后的AZ31鎂合金的微觀組織、織構(gòu)和力學性能進行分析和評價。實驗的主要結(jié)

2、論如下：
　?、傺刂堉品较虻膭討B(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，孿生體積分數(shù)逐漸增加，當變形量達到8％時，孿晶基本達到飽和；動態(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，當變形量達到8%時，基面織構(gòu)全部變成孿生織構(gòu)；隨著動態(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%時的2.49μm。
　　②DPD預(yù)變形后再拉伸0°拉伸試樣在拉伸的過程中會發(fā)生退孿生的現(xiàn)象，孿生體積分數(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程中沒有發(fā)生退孿生現(xiàn)象，孿生體積分數(shù)基本沒有發(fā)生改變，拉伸前后的織構(gòu)也沒有發(fā)生變化。
　?、蹖PD變形后的AZ31鎂合

4、金進行0°拉伸時，由于在拉伸時發(fā)生退孿生現(xiàn)象，材料的屈服強度與DPD前相比急劇降低，同時預(yù)變形形成的{10-12}孿晶以及孿生應(yīng)變也在退孿生過程中得到恢復(fù)，隨著DPD變形量的逐漸增加，由于預(yù)變形過程中形成的孿晶與滑移之間交互作用所導致加工硬化的作用，材料的拉伸屈服強度在不斷的增大；對DPD變形后的AZ31鎂合金進行90°拉伸時，材料的屈服強度隨著 DPD變形量的增加而不斷增大，這與孿晶界阻礙位錯滑移有關(guān)，對于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，材料的強度和塑性都得到了改善，抗拉強度由之前的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；對于DPD變形后的0°和90°拉伸試樣來說，材料的抗拉強度并沒有發(fā)生多大的變化，說明DPD對材料的抗拉強度影響較小。
　　為了進一步分析具有{10-12}孿晶片層組織的鎂合金的力學性能，通過退火處理去除由預(yù)變形產(chǎn)生的位錯纏結(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化對AZ31鎂合金力學性能的影響。研究結(jié)果表明：
　　④對DPD去應(yīng)力退火后的AZ31鎂合金進行0°拉伸時，發(fā)現(xiàn)材料的屈服強度和抗拉強度隨著 DPD變形量的增加也不斷增大，后者甚至高達304Mpa，而且增大的幅度比沒有退火處理的樣品更加明顯，這是因為退孿生引起織構(gòu)的改變，使得軟取向轉(zhuǎn)變成硬取向，從而達到了織構(gòu)強化的作用；對DPD去應(yīng)力退火后的AZ31鎂合金進行90°拉伸時，發(fā)現(xiàn)材料的屈