AZ31鎂合金異步軋制與等徑角軋制的研究.pdf

1、變形鎂合金板材以其優(yōu)異的綜合性能而展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景,但由于受鎂合金自身晶體結(jié)構(gòu)的限制,普通軋制加工生產(chǎn)的鎂合金板材存在室溫成形性能較差等局限,在很大程度上制約了鎂合金板材的推廣應(yīng)用和發(fā)展。針對(duì)這一現(xiàn)狀,本研究以提高鎂合金板材室溫成形性能為根本目的,開(kāi)展鎂合金板材異步軋制與等徑角軋制技術(shù)研究,并提出了等徑角交叉軋制(ECACR)的新工藝。采用Deform3D有限元模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,并通過(guò)金相顯微組織觀察、X.Ray衍射分析、

2、宏觀織構(gòu)測(cè)定、SEM和TEM分析以及室溫拉伸試驗(yàn)等手段,較系統(tǒng)地研究了AZ31鎂合金板材異步軋制和等徑角軋制變形規(guī)律和組織性能特點(diǎn),分析了軋制過(guò)程中板材內(nèi)的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng),闡明了軋制過(guò)程中板材顯微組織、晶粒取向和力學(xué)性能的演變規(guī)律,研究結(jié)果表明:
　　 (1)異步軋制有限元模擬表明溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)沿厚度方向成不對(duì)稱(chēng)分布,慢速輥側(cè)板材溫度低于快速輥側(cè),等效應(yīng)力、等效應(yīng)變小于快速輥側(cè)板材,剪切變形在異步軋制中的作用,小

3、異速比優(yōu)于大異速比。等徑角軋制有限元模擬表明從模具入口處至轉(zhuǎn)角處板材溫度下降很明顯,而在轉(zhuǎn)角處溫度升高,等效應(yīng)力、等效應(yīng)變?cè)谵D(zhuǎn)角處也明顯增大。
　　 (2)異步軋制能顯著細(xì)化AZ31鎂合金板材的晶粒,并使(0002)基面織構(gòu)發(fā)生一定角度的偏轉(zhuǎn)而減弱。隨著道次變形量的增大,沿板厚方向的組織均勻性提高,但板材內(nèi)形成傾轉(zhuǎn)基面織構(gòu)的能力減弱。當(dāng)?shù)来巫冃瘟繛?0％時(shí),與普通軋制相比,抗拉強(qiáng)度由235MPa提高至278MPa,延伸率由17.

4、6％增大至22.5％,屈強(qiáng)比由0.77減小至0.66,晶粒細(xì)化和基面織構(gòu)減弱是異步軋制板材性能提高的根本原因。
　　 (3)隨著等徑角軋制道次的增加,板材中(0002)基面織構(gòu)強(qiáng)度逐漸減弱,屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度降低,延伸率增大而屈強(qiáng)比減小,其中8道次ECAR軋制板材的延伸率高達(dá)31％,屈強(qiáng)比僅為0.39,極大地提高了AZ31鎂合金板材的室溫成形性能。等徑角交叉軋制后,c軸沿軋向(RD)和橫向(TD)方向同時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn),織構(gòu)漫散度增大