初始組織及變形條件對(duì)AZ31鎂合金熱擠壓組織和織構(gòu)演變的影響研究.pdf

1、本文采用光學(xué)顯微鏡(OM)、配備在熱場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM)上的電子背散射衍射(EBSD)技術(shù)，并結(jié)合X射線衍射(XRD)技術(shù)，研究了AZ31鎂合金棒材在熱擠壓變形過(guò)程中的微觀組織及織構(gòu)的演變規(guī)律；通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察詳細(xì)討論了初始組織（初始晶粒尺寸、初始織構(gòu)）及變形條件（擠壓比）對(duì)AZ31鎂合金熱擠壓組織和織構(gòu)的影響，并對(duì)初始織構(gòu)對(duì)AZ31鎂合金高溫單軸拉伸和擠壓變形過(guò)程中的塑性變形機(jī)制和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為的影響進(jìn)行具體研究；同時(shí)研究了不同再結(jié)晶

2、體積分?jǐn)?shù)的AZ31鎂合金熱擠壓棒材在退火過(guò)程中的微觀組織和織構(gòu)演變?；趯?shí)驗(yàn)結(jié)果和討論，得到以下主要結(jié)論：
　　①AZ31鎂合金部分再結(jié)晶熱擠壓組織通常是由不同體積分?jǐn)?shù)的細(xì)小等軸的再結(jié)晶晶粒、長(zhǎng)條狀的變形晶粒和粗大的再結(jié)晶晶粒組成的不均勻組織。這三種不同形貌的晶粒具有明顯的取向差異，它們的體積分?jǐn)?shù)共同決定了熱擠壓織構(gòu)。長(zhǎng)條狀的變形晶粒的取向集中在<101ˉ0>，粗大的再結(jié)晶晶粒則在<112ˉ0>處有所擇優(yōu)。與變形晶粒相比，再結(jié)晶晶

3、粒的取向比較漫散。擠壓比對(duì)AZ31鎂合金的熱擠壓組織和織構(gòu)有極其重要的影響。隨著擠壓比的增大，變形晶粒的體積分?jǐn)?shù)降低，再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)升高，擠壓織構(gòu)的<101ˉ0>纖維織構(gòu)組分的最高強(qiáng)度隨之降低。因此，根據(jù)擠壓條件的不同，AZ31鎂合金部分再結(jié)晶熱擠壓棒材的織構(gòu)一般為兩種強(qiáng)纖維織構(gòu)：<101ˉ0>晶向平行于擠壓方向（ED）的<101ˉ0>纖維織構(gòu)或<101ˉ0>-<112ˉ0>雙纖維織構(gòu)。擠壓比對(duì)熱擠壓組織的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸的影響則比較

4、復(fù)雜。隨著擠壓比的增大，熱擠壓過(guò)程的應(yīng)變和變形速度增大，使得動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸減?。坏c此同時(shí)，擠壓比的增大使得變形熱和摩擦熱增大，從而使得實(shí)際擠壓溫度升高，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸增大。因此，擠壓比對(duì)熱擠壓組織的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸的影響沒(méi)有定論。熱擠壓組織的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸取決于擠壓變形過(guò)程的Z參數(shù)。
　?、诔跏季Я３叽鐚?duì)AZ31鎂合金的熱擠壓組織和織構(gòu)有重要的影響。隨著初始晶粒尺寸的減小，單位面積內(nèi)的晶界數(shù)量增多，再結(jié)晶晶粒的形核

5、位置增多，熱擠壓組織的再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)增大，織構(gòu)減弱。
　?、鄢跏伎棙?gòu)對(duì)AZ31鎂合金熱變形過(guò)程中的塑性變形機(jī)制和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為有顯著的影響，進(jìn)而影響熱變形制品的最終組織和織構(gòu)。
　　1)初始織構(gòu)對(duì)AZ31鎂合金熱變形過(guò)程中的孿生行為有明顯的影響。在300℃單軸拉伸變形過(guò)程中，c軸平行于拉伸軸的樣品（ND樣品）中產(chǎn)生大量的{101ˉ2}拉伸孿晶；c軸與拉伸軸成45°角的樣品（ND45樣品）中僅有一些{101ˉ2}拉伸孿晶；而c

6、軸垂直于拉伸軸的樣品（RD樣品）中幾乎沒(méi)有發(fā)現(xiàn){101ˉ2}拉伸孿晶。在300℃擠壓變形過(guò)程中，在擠壓退火(Extruded and Annealed,EA)棒材擠壓中斷樣品中幾乎沒(méi)有孿生，而在軋制退火（Rolled and Annealed,RA）棒材擠壓中斷樣品中{101ˉ2}拉伸孿生非?；钴S。
　　2)初始織構(gòu)對(duì)AZ31鎂合金熱變形過(guò)程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為也有明顯的影響。在300℃單軸拉伸變形過(guò)程中，當(dāng)c軸平行于拉伸軸時(shí)，如N

7、D樣品，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶進(jìn)程最快。ND樣品經(jīng)過(guò)45％拉伸變形后，得到的部分動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)最高，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒的平均晶粒尺寸最小。當(dāng)c軸與拉伸軸成45°或垂直于拉伸軸時(shí)，如ND45或RD樣品，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶進(jìn)行得相對(duì)緩慢，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)較低，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒的平均晶粒尺寸較大。在300℃擠壓變形過(guò)程中，與EA棒材相比，RA棒材的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶在擠壓變形初期受到抑制。
　　3)初始織構(gòu)在低中應(yīng)變量下對(duì)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒的尺寸確實(shí)有

8、所影響，但是在大應(yīng)變量下，變形組織完全動(dòng)態(tài)再結(jié)晶后，這種影響將逐漸消失。
　　4)初始織構(gòu)對(duì)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒取向的影響與變形方式有關(guān)。在300℃單軸拉伸變形后，不同初始織構(gòu)的變形樣品的再結(jié)晶晶粒的取向有明顯的差異；而在300℃擠壓變形后，不同初始織構(gòu)的擠壓組織的再結(jié)晶晶粒的取向基本相同。
　?、軇?dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)決定了熱擠壓棒材在退火過(guò)程中的顯微組織和織構(gòu)演變。部分DRX熱擠壓棒材在退火過(guò)程中發(fā)生了特定取向的再結(jié)晶晶粒的擇優(yōu)長(zhǎng)