粉末冶金超細晶AZ31鎂合金材料制備與力學性能研究.pdf

1、鎂合金材料由于其比強度高、比剛度大、易于回收利用等一系列的優(yōu)點而在航空、航天、汽車、電子工業(yè)等領域得到了廣泛的應用。超細晶材料具有優(yōu)異的物理、化學和力學性能,已經成為材料科學領域研究開發(fā)的重點和熱點之一?；阪V合金材料和超細晶材料的特點,本文提出一種有效制備塊體超細晶AZ31鎂合金材料的工藝方法,主要工藝流程為:納米晶AZ31鎂合金粉末—冷壓—真空熱壓—包套擠壓等,其中獲取納米晶AZ31鎂合金粉末、尋找真空熱壓和包套擠壓最佳工藝參數是制

2、備超細晶AZ31鎂合金材料的關鍵環(huán)節(jié)。此外,超細晶AZ31鎂合金材料的室溫力學行為與高溫力學行為顯著不同于常規(guī)AZ31鎂合金材料,因而,建立超細晶AZ31鎂合金材料力學行為模型具有重要理論意義和指導意義。
　　研究了納米晶AZ31鎂合金粉末的粒度、形貌、微觀特征和組織熱穩(wěn)定性,探討了納米晶AZ31鎂合金粉末的晶粒長大行為,計算得出晶粒長大動力學常數n值、k值和晶粒長大激活能G值,為后續(xù)的真空熱壓、包套擠壓、軋制工藝提供理論依據;其

3、次利用黃培元雙對數壓制方程研究了納米晶AZ31鎂合金粉末的壓制特性,指導納米晶AZ31鎂合金粉末的冷壓制實驗;再次,采用數值模擬和試驗研究相結合的方法探討了工藝參數對真空熱壓和包套擠壓過程的影響規(guī)律,最終確定制備超細晶AZ31鎂合金材料的最佳工藝參數,從而獲得性能優(yōu)異的全致密超細晶AZ31鎂合金材料。
　　研究了超細晶AZ31鎂合金材料的組織熱穩(wěn)定性、晶粒長大動力學和晶粒長大機制,確定了超細晶AZ31鎂合金材料的最佳熱加工溫度;探

4、討了晶粒尺寸對超細晶AZ31鎂合金材料組織和力學性能的影響規(guī)律,研究結果表明超細晶AZ31鎂合金材料的晶粒尺寸對抗拉強度、屈服強度及硬度有著顯著的影響,并且對于超細晶AZ31鎂合金材料來說,其屈服強度與晶粒尺寸之間依然很好地符合Hall-Petch關系。
　　研究了超細晶AZ31鎂合金材料的力學行為與變形機制,室溫條件下采用包套擠壓獲得的超細晶AZ31鎂合金棒材,其抗拉強度為382MPa,屈服強度為278MPa;而軋制態(tài)超細晶AZ

5、31鎂合金板材抗拉強度為435MPa,屈服強度為330MPa,并且抗拉強度和屈服強度都隨著應變速率的增加而增加,表明超細晶AZ31鎂合金材料為正應變速率敏感性材料。
　　采用Gleeble-3500熱力模擬試驗機上進行高溫拉伸試驗,研究了變形溫度為190°C-250°C、應變速率為5×10?4s?1-5×10?3s?1時,超細晶AZ31鎂合金材料熱拉伸塑性變形時的力學行為與變化規(guī)律。分析了超細晶AZ31鎂合金材料熱拉伸變形時流變應