AZ31鎂合金靜態(tài)再結(jié)晶過程及機理的研究.pdf

1、鎂合金因其優(yōu)越的物理性能如密度小，比強度高等，在工業(yè)上尤其是汽車和航天航空領(lǐng)域越來越受到重視。但是由于其密排六方晶體結(jié)構(gòu)室溫下滑移系較少且不容易開動，導(dǎo)致了了它的延展性和冷加工性能比較差而限制了它的應(yīng)用。因此為了得到復(fù)雜的鎂合金零件，我們通常使用鑄造的方法，但是鑄件存在夾雜、成分偏析等難以克服的缺點。而焊接方法通過將簡單的部件組裝成復(fù)雜件因而豐富了鎂合金的應(yīng)用，但是如何提高焊接件的可靠性又是一個難題。在鎂合金產(chǎn)品加工成型過程中，再結(jié)晶過

2、程能既能軟化金屬、提高其組織均勻性又能控制金屬晶粒尺寸因而有重要作用。而本文對再結(jié)晶的研究分為理論和應(yīng)用兩個部分。
　　論文首先研究了孿晶界對鎂合金靜態(tài)再結(jié)晶過程的影響，我們將鑄態(tài) AZ31鎂合金進行4％、8%和12%的壓縮和鍛造后，再在200和300℃下進行了不同時間的退火保溫實驗，然后通過金相、XRD和EBSD等實驗手段比較了不同變形方式和變形量對孿生的影響以及不同退火保溫條件下再結(jié)晶現(xiàn)象的差異，最后著重研究了不同的孿晶界對鎂

3、合金靜態(tài)再結(jié)晶影響并探討了其形核與長大的機制。研究結(jié)果表明：在同樣的變形量條件下，鍛造產(chǎn)生的孿晶較短且取向錯亂，而壓縮變形產(chǎn)生的孿晶則較狹長，同取向的孿晶大量聚集、平行排列，這與鍛造和壓縮兩種變形方式的形變速率不同有關(guān)。{10-11}壓縮孿晶比{10-12}拉伸孿晶更加有利于再結(jié)晶形核，而{10-11-{10-12}二次孿晶的產(chǎn)生與變形量有關(guān)而受變形速率的影響不大并。這種孿晶變體在退火過程中比較穩(wěn)定，這與傳統(tǒng)的孿生形核理論有所差異。我們

4、還提出了低溫下的“孿晶界凸出形核”理論解釋了部分孿晶界的形核過程。
　　然后研究了焊接余熱誘發(fā)冷變形金屬的靜態(tài)再結(jié)晶作用對TIG焊接接頭組織及性能的影響。我們對均勻化處理后的擠壓態(tài)AZ31鎂合金板材在室溫下進行4%、7%和10%的軋制處理，然后在相同參數(shù)下進行了TIG焊接并觀察TIG焊接后的顯微組織，并通過拉伸實驗和顯微硬度測試比較了不同變形量的軋板在 TIG焊接后AZ31鎂合金的力學(xué)性能。研究結(jié)果表明：隨著板材軋制應(yīng)變量的增加，

5、焊后接頭熱影響區(qū)的晶粒尺寸由于靜態(tài)再結(jié)晶影響而呈下降趨勢。因為在輸入熱量相等的條件下，冷變形應(yīng)變增加后，組織缺陷缺陷隨之增多，熱影響區(qū)再結(jié)晶更容易發(fā)生，焊接余熱也就更多用于形核長大，而不是晶粒直接粗化過程。而且由于加工硬化的影響，母材的強度硬度也有所提高。7%的軋制焊接試驗達到了252 MPa的最大抗拉強度，而且接頭強度比也達到了87.6%。但是10%的軋制焊接試驗發(fā)生了異常斷裂，通過SEM分析發(fā)現(xiàn)異常斷裂是由于焊縫組織存在孔洞以及殘余