硼酸鎂晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的高溫變形行為研究.pdf

1、本文采用攪拌鑄造工藝制備了低體積分?jǐn)?shù)Mg2B2O5w/AZ31B鎂基復(fù)合材料，并對其高溫壓縮和熱擠壓變形行為進(jìn)行研究。利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡等，對高溫變形后的顯微組織進(jìn)行觀察，研究了晶須及基體合金在高溫變形過程中的組織演化規(guī)律；通過X射線衍射儀研究了熱擠壓變形后復(fù)合材料的織構(gòu)演變規(guī)律；利用萬能試驗(yàn)機(jī)研究了擠壓態(tài)復(fù)合材料的室溫機(jī)械性能。
　　對鑄態(tài)Mg2B2O5w/AZ31B鎂基復(fù)合材料在不同條件下進(jìn)行高溫壓縮試驗(yàn)。結(jié)果

2、表明，由于加工硬化作用和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶作用及晶須的共同影響，復(fù)合材料的峰值應(yīng)力及與峰值應(yīng)力對應(yīng)的應(yīng)變隨變形溫度的升高而降低，隨應(yīng)變速率的增加而增大；在試驗(yàn)范圍內(nèi)，冪指數(shù)及指數(shù)方程分別不適用于高應(yīng)力和低應(yīng)力狀態(tài)，而雙曲線函數(shù)形式方程可以用來描述變形溫度、應(yīng)變速率及應(yīng)力之間的本構(gòu)關(guān)系；復(fù)合材料的變形機(jī)制為晶格擴(kuò)散控制的位錯(cuò)攀移蠕變機(jī)制。
　　對鑄態(tài)Mg2B2O5w/AZ31B鎂基復(fù)合材料熱壓縮變形后的顯微組織觀察發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料中的組織包括

3、孿晶、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶及以上兩種混合出現(xiàn)的組織特征，其組織演化規(guī)律與變形溫度、應(yīng)變速率以及應(yīng)變量密切相關(guān)。晶須對基體顯微組織的影響包括兩方面：一方面，變形過程中晶須阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，致使晶須周圍的位錯(cuò)密度升高，提高再結(jié)晶形核率；另一方面，由于晶須與基體之間的變形不協(xié)調(diào)性，晶須周圍容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而引發(fā)孿生變形。
　　對AZ31B鎂合金及不同體積分?jǐn)?shù)Mg2B2O5w/AZ31B復(fù)合材料進(jìn)行熱擠壓變形，獲得了表面質(zhì)量良好的擠壓棒材。熱擠壓引發(fā)鎂

4、合金及復(fù)合材料發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，再結(jié)晶組織基本為等軸狀晶粒，晶須的加入能夠促進(jìn)再結(jié)晶的發(fā)生。熱擠壓變形使得晶須產(chǎn)生定向排列，并能夠改善晶須在基體中的分布。隨著晶須體積分?jǐn)?shù)的增加，晶須在熱擠壓過程中會發(fā)生斷裂。
　　經(jīng)過熱擠壓，鎂合金及復(fù)合材料中形成了(0002)基面平行于擠壓方向的纖維織構(gòu)。分析表明，晶須的加入沒有改變材料的織構(gòu)類型，但對織構(gòu)的強(qiáng)度有影響，晶須含量越高，材料的織構(gòu)強(qiáng)度越弱。熱擠壓變形能夠提高復(fù)合材料的機(jī)械性能，但其性