AZ31鎂合金動態(tài)塑性變形微結構特征及其對力學性能影響機理.pdf

1、鎂及鎂合金是目前最輕的金屬結構材料，由于它具有密度低、比強度高、阻尼減震性好、易回收等優(yōu)點，在航天航空、汽車行業(yè)中得到廣泛應用。鎂合金由于是六方晶體結構（HCP）的金屬，獨立滑移系少，在室溫變形條件下塑性低，變形加工困難，已成為限制鎂合金大量應用的最大阻礙。本論文通過動態(tài)塑性變形（DPD）的方法對原始熱軋退火板進行加工，并利用金相、電子背散射和拉伸實驗對動態(tài)塑性變形后的AZ31鎂合金的微觀組織、織構和力學性能進行分析和評價。實驗的主要結

2、論如下：
　?、傺刂堉品较虻膭討B(tài)塑性變形使得AZ31鎂合金產生了大量的{10-12}拉伸孿生，隨著變形量的增加，孿生體積分數(shù)逐漸增加，當變形量達到8％時，孿晶基本達到飽和；動態(tài)塑性變形使得AZ31鎂合金的織構發(fā)生了偏轉，隨著變形量的增加，鎂合金晶粒的C軸由原來平行于法向轉向平行于載荷方向，基面織構逐漸減弱，當變形量達到8%時，基面織構全部變成孿生織構；隨著動態(tài)塑性變形量的增加，孿晶片層結構之間的距離是在逐漸減小，從變形量為1%的

3、5.55μm縮小到變形量為8%時的2.49μm。
　?、贒PD預變形后再拉伸0°拉伸試樣在拉伸的過程中會發(fā)生退孿生的現(xiàn)象，孿生體積分數(shù)由拉伸前的13%、35%和66%分別降到3%、2%和9%。拉伸前后的織構也發(fā)生變化，拉伸完后初始基面織構由于退孿生過程而得到恢復；DPD預變形后再拉伸90°拉伸試樣在拉伸的過程中沒有發(fā)生退孿生現(xiàn)象，孿生體積分數(shù)基本沒有發(fā)生改變，拉伸前后的織構也沒有發(fā)生變化。
　?、蹖PD變形后的AZ31鎂合

4、金進行0°拉伸時，由于在拉伸時發(fā)生退孿生現(xiàn)象，材料的屈服強度與DPD前相比急劇降低，同時預變形形成的{10-12}孿晶以及孿生應變也在退孿生過程中得到恢復，隨著DPD變形量的逐漸增加，由于預變形過程中形成的孿晶與滑移之間交互作用所導致加工硬化的作用，材料的拉伸屈服強度在不斷的增大；對DPD變形后的AZ31鎂合金進行90°拉伸時，材料的屈服強度隨著 DPD變形量的增加而不斷增大，這與孿晶界阻礙位錯滑移有關，對于DPD變形量為5%的90°拉

5、伸試樣，由于特定的變形工藝，形成了密度較大的孿生片層組織，材料的強度和塑性都得到了改善，抗拉強度由之前的239MPa提高到了273MPa,延伸率由之前的11%增加到14.5%，材料的延伸率提高了40%左右；對于DPD變形后的0°和90°拉伸試樣來說，材料的抗拉強度并沒有發(fā)生多大的變化，說明DPD對材料的抗拉強度影響較小。
　　為了進一步分析具有{10-12}孿晶片層組織的鎂合金的力學性能，通過退火處理去除由預變形產生的位錯纏結及應

6、力集中，討論退孿生行為以及孿晶片層引起的晶粒細化對AZ31鎂合金力學性能的影響。研究結果表明：
　?、軐PD去應力退火后的AZ31鎂合金進行0°拉伸時，發(fā)現(xiàn)材料的屈服強度和抗拉強度隨著 DPD變形量的增加也不斷增大，后者甚至高達304Mpa，而且增大的幅度比沒有退火處理的樣品更加明顯，這是因為退孿生引起織構的改變，使得軟取向轉變成硬取向，從而達到了織構強化的作用；對DPD去應力退火后的AZ31鎂合金進行90°拉伸時，發(fā)現(xiàn)材料的屈