變形路徑對(duì)鎂合金孿晶組織演變規(guī)律和性能的影響.pdf

1、擠壓態(tài)鎂合金具有強(qiáng)烈的基面織構(gòu)，壓縮變形時(shí)，孿生主導(dǎo)塑性變形，壓縮后反向拉伸時(shí)，因預(yù)壓縮時(shí)導(dǎo)致晶體取向偏轉(zhuǎn)近86°，所以退孿生主導(dǎo)塑性變形。變形路徑的改變會(huì)引起孿晶組織形貌、孿晶含量和合金性能的改變，然而，變形路徑如何影響孿晶組織的形貌和性能仍值得進(jìn)一步的研究，有利于為鎂合金塑性變形提供工程實(shí)踐應(yīng)用依據(jù)。
　　本課題以擠壓退火態(tài)Mg-0.087％Mn、Mg-0.037%Zr合金為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行壓縮、壓縮-拉伸等力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)了

2、孿晶特征參量（孿晶片層厚長(zhǎng)比和孿晶發(fā)生率），分析兩種合金在不同變形路徑下的孿晶組織演變規(guī)律和對(duì)屈服強(qiáng)度的影響；在壓縮-拉伸實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇部分壓縮-拉伸后的Mg-0.037%Zr試樣經(jīng)過(guò)200℃×0.5h退火后做壓縮實(shí)驗(yàn)，并以未退火的樣品作為對(duì)比，探究退火熱處理對(duì)孿晶鎂合金的孿晶形貌和屈服強(qiáng)度的影響。
　　研究表明，擠壓退火態(tài) Mg-0.087%Mn和 Mg-0.037%Zr合金經(jīng)過(guò)沿?cái)D壓方向壓縮、壓縮-拉伸（沿?cái)D壓方向拉伸）測(cè)

3、試后。壓縮時(shí)，{101_2}孿晶主導(dǎo)塑性變形，隨著壓縮塑性變形由1%增至6%，孿晶片層厚長(zhǎng)比較小的（小于0.1）的孿晶含量逐漸減少，孿晶發(fā)生率逐漸增大；從壓縮至塑性變形量為2%、4%、6%后沿?cái)D壓方向反向逐漸拉伸時(shí)，{101_2}退孿晶主導(dǎo)塑性變形，兩種合金都表現(xiàn)出明顯的退孿晶現(xiàn)象，拉伸量越大，退孿晶的量越大。分析在不同變形路徑相同變形量下，當(dāng)累積塑性變形量分別為1%、2%、4%和0%時(shí)，均隨著壓縮塑性變形量的增加，孿晶片層越細(xì)小，孿晶

4、發(fā)生率越高，具有退孿晶的變形路徑有利于得到細(xì)小的孿晶鎂合金，分析認(rèn)為這是孿晶（壓縮時(shí)產(chǎn)生）與退孿晶（反向拉伸時(shí)產(chǎn)生）相互協(xié)調(diào)，導(dǎo)致孿晶組織形貌表現(xiàn)得不同，相同變形量?jī)H有壓縮變形時(shí)，孿晶極易開啟長(zhǎng)大，而壓縮至更大塑性變形量再反向拉伸至相同的累積塑性變形量時(shí)，孿晶經(jīng)歷了退孿晶過(guò)程，粗大的孿晶得到消退，更多細(xì)小的孿晶殘留下來(lái)。
　　分析壓縮和拉伸時(shí)的屈服強(qiáng)度發(fā)現(xiàn)，Mg-0.087%Mn合金的壓縮屈服強(qiáng)度在56~68MPa之間變化，而反向

5、拉伸時(shí)的屈服強(qiáng)度隨著壓縮量的增大由37MPa（壓縮塑性變形量為2%）增大至67MPa（壓縮塑性變形量為6%）；Mg-0.037%Zr合金的壓縮屈服強(qiáng)度在81~85MPa之間變化，而反向拉伸時(shí)的屈服強(qiáng)度隨著壓縮變形量的增大由43MPa（壓縮塑性變形量為2%）增大至65MPa（壓縮塑性變形量為6%）。隨著壓縮變形隨著量的增加，壓拉不對(duì)稱性得到明顯的改善，接近于1。壓縮至小塑性變形后反向拉伸時(shí)，預(yù)先產(chǎn)生的{101_2}拉伸孿晶利于再次孿生變形

6、，退孿生發(fā)生，且不需重新形核，在較低的應(yīng)力下便開始屈服；壓縮塑性變形較大時(shí)，孿生對(duì)塑性變形的貢獻(xiàn)幾近完全，更多的滑移參與了后期的塑性變形，以致產(chǎn)生了很多位錯(cuò)等缺陷，甚至位錯(cuò)纏結(jié)于孿晶界附近，阻礙了孿晶界的遷移，導(dǎo)致反向拉伸時(shí)，需要更大的力才能使孿晶界移動(dòng)，退孿生不容易進(jìn)行，故拉伸時(shí)的屈服強(qiáng)度較高。
　　研究退火熱處理對(duì)孿晶鎂合金的影響時(shí)，結(jié)果表明：Mg-0.037%Zr合金分別壓縮至塑性變形量為2%、4%、6%后反向拉伸至累積塑性

7、變形量為1%和壓縮至塑性變形量為6%后反向拉伸至累積塑性變形量為2%的壓縮-拉伸試樣作為再壓縮的初始樣品，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在壓縮前進(jìn)行退火熱處理，有助于得到細(xì)小的孿晶，而且孿晶發(fā)生率較未經(jīng)退火的試樣壓縮時(shí)低或者相等。此四種試樣中殘余的孿晶量較多，退火后，合金元素偏聚至孿晶界面上的機(jī)會(huì)就較多，從而釘扎孿晶界，當(dāng)再次壓縮的時(shí)候，孿晶界面就不容易向基體擴(kuò)展，所以，經(jīng)過(guò)退火熱處理后的試樣在再次壓縮測(cè)試時(shí)，孿晶片層就更細(xì)小，且孿晶發(fā)生率更低。經(jīng)過(guò)退火