純鎂溫軋與冷拉拔中的動態(tài)再結(jié)晶、織構(gòu)及性能的研究.pdf

1、純鎂的強度低、室溫塑性差，一般不用為結(jié)構(gòu)材料使用，但做為功能材料其卻有著廣泛的應(yīng)用。純鎂可用于特種通訊電纜、電磁防護網(wǎng)、純鎂電池、心血管支架以及包裝用純鎂箔等方面。迄今為止，有關(guān)純鎂塑性加工及塑性變形方面的研究和報導(dǎo)很少，且不系統(tǒng)，特別是大塑性變形的研究領(lǐng)域幾乎為空白，做為鎂合金塑性變形研究的基礎(chǔ)，純鎂塑性變形研究具有重要的學(xué)術(shù)價值。因此本文純鎂溫軋與冷拉拔的研究對填補純鎂大塑性變形研究和指導(dǎo)鎂及鎂合金塑性加工有著重要的現(xiàn)實意義。

2、>　　采用溫軋工藝對純鎂的溫變形進行研究。通過控制軋制變形程度和軋制溫度獲得了不同組織及織構(gòu)的純鎂薄板，詳盡地分析了軋制溫度和變形程度對軋制純鎂薄板晶粒大小、織構(gòu)、力學(xué)性能以及動態(tài)再結(jié)晶的影響，并對它們之間的相互關(guān)系進行了具體的分析。本課題中純鎂在低溫下成功實現(xiàn)了道次變形程度80％的大塑性變形軋制，且不開裂。溫軋變形以后，純鎂薄板的屈服強度、抗拉強度和延伸率可由鑄態(tài)的40MPa、110MPa和4%，提高到軋向為152MPa、196MPa

3、和7.5%，橫向為198MPa、261MPa和11%，這已優(yōu)于了AM系鎂合金的性能。由于溫軋純鎂薄板存在著明顯的織構(gòu)各向異性和較大的晶粒尺寸，使得其表現(xiàn)出明顯的力學(xué)性能各向異性，本文就溫軋純鎂薄板組織形貌、織構(gòu)各向異性和晶粒尺寸對力學(xué)性能及其各向異性的影響作了具體的討論。通過實驗結(jié)果可知合適的道次變形量、充分的動態(tài)再結(jié)晶和細(xì)小的晶粒是控制薄板各向異性的最優(yōu)途徑。最終基于大量實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立了純鎂變形程度、軋制溫度與晶粒尺寸以及再結(jié)

4、晶比例之間關(guān)系的動態(tài)再結(jié)晶全圖。
　　采用熱拉拔加工方法由直徑為Φ10mm的熱擠壓純鎂棒材獲得了直徑為Φ2mm的線材。Φ2mm熱拉純鎂線材經(jīng)230℃、30min退火后，其屈服強度和抗拉強度分別為154MPa和231MPa，延伸率為14.2%。對退火后的Φ2mm純鎂線材進行連續(xù)冷拉拔，以便對純鎂的冷塑性變形進行研究。采用室溫單道次小變形量、多道次拉拔的工藝，獲得了累積變形程度高達(dá)99%的純鎂絲材，解決了純鎂難以在室溫發(fā)生大塑性變形的

5、問題。相對于鎂合金，純鎂具有更低的加工硬化率，因此純鎂線材可不經(jīng)過中間退火從直徑Φ2mm直接拉拔到Φ0.22mm，大大提高了生產(chǎn)效率。借助透射電鏡（TEM）、電子背散射衍射（EBSD），維氏顯微硬度和室溫拉伸試驗等分析測試手段，系統(tǒng)地研究了累積變形程度從10%到90%純鎂絲材的微觀組織、織構(gòu)以及力學(xué)性能的特點。當(dāng)累積變形程度在10～20%時，隨著變形程度的增加組織內(nèi)部形變帶和孿晶數(shù)量逐漸增多；當(dāng)變形程度超過20%以后，隨著拉拔道次的增加

6、組織內(nèi)部的形變帶和孿晶數(shù)量卻逐漸減小，出現(xiàn)了類似再結(jié)晶組織的形貌；當(dāng)變形程度達(dá)到70%后，組織內(nèi)部的形變組織幾乎消失，呈現(xiàn)出再結(jié)晶組織形貌。隨著變形程度的增加，所獲得線材的室溫拉伸強度和硬度逐漸提高；可當(dāng)累積變形程度超過50%以后所獲得線材的室溫拉伸強度和硬度卻不再有太大的變化，這與熱拉伸試驗時由于動態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生而表現(xiàn)出的應(yīng)力的變化趨勢極其相似。當(dāng)變形程度為90%時，組織由原來的19μm細(xì)化到7μm左右。純鎂絲材經(jīng)過多道次冷拉拔變形后