AZ31鎂合金雙側變通道角擠壓變形時組織性能與工藝的研究.pdf

1、論文針對鎂合金塑性變形能力差的特點，研究了變通道角擠壓(CCAE)變形過程中AZ31系鎂合金的微觀組織演變和變形后的力學性能以及CCAE變形工藝。重點討論了CCAE變形過程中的晶粒細化機制，變形后的室溫力學性能，以及模擬了CCAE變形過程中的擠壓力和應力應變分布。以期對AZ31鎂合金的CCAE變形機理和CCAE變形工藝本身進行了初步的研究和探討。
　　 論文選取了應用比較廣泛的AZ3l鎂合金作為研究對象。采用金相顯微分析(OM)

2、、X射線衍射分析等手段，對不同擠壓溫度下AZ31鎂合金在CCAE變形過程中的顯微組織和織構的演變規(guī)律進行了分析；進行室溫力學性能測試，探討了CCAE成型后AZ3l鎂合金的室溫力學性能；采用透射電子顯微技術(TEM)，探討了CCA變形過程中AZ31鎂合金的晶粒細化機制；對經CCAE變形后的AZ31鎂合金進行了退火處理，探討了經CCAE變形后AZ31鎂合金顯微組織的變化；采用有限元軟件對CCAE變形工藝進行了模擬分析，對CCAE變形過程中擠

3、壓力和應力應變分布進行了初步探討。取得了如下結果：
　　 AZ31鎂合金經CCAE變形后，鎂合金晶粒明顯細化。變形后合金室溫延伸率隨晶粒細化而提高，屈服強度和硬度都隨晶粒細化而提高，與Hall-Petch關系的趨勢符合，由于受織構影響，300℃時與Hall-Petch關系相違背。AZ31鎂合金的晶粒隨變形溫度的降低而減小。AZ31鎂合金經CCAE熱變形后，合金的室溫強韌性得到綜合改善。
　　 對AZ31鎂合金在250℃C

4、CAE變形后試樣進行不同的退火工藝，發(fā)現350℃保溫2h為最佳退火工藝，長條原始組織發(fā)生了充分的再結晶，呈等軸晶分布。
　　 擠壓溫度是CCAE變形過程中最為關鍵的因素，相對于其他因素來說它比較容易控制，隨著擠壓溫度的升高晶粒的細化效果減弱。在擠壓溫度為250℃擠壓比為8.37時，擠壓速度為2mm/s的擠壓參數條件下，擠壓后的AZ31鎂合金平均晶粒尺寸為4.31gm，晶粒變得更加致密細小，而且分布均勻，鎂合金的屈服強度、抗拉強度

5、和延伸率都得到了提高；顯微硬度(HV)為64.3Kg/mm2，屈服強度達到171MPa，抗拉強度達到270MPa，延伸率達到19.1％，鎂合金的強韌性能有效地得到提高；
　　 CCAE變形過程中晶粒的細化機制可以歸結為模具轉角的剪切作用和墩粗變形過程時引起的晶粒破碎及變徑區(qū)的晶粒破碎和整個CCAE變形過程中發(fā)生的連續(xù)動態(tài)回復和再結晶；在剪切應力的作用下，位錯實現了重排從而在晶粒內部實現亞晶結構，通過亞晶的合并與轉動形成新的晶粒，

6、這些高能位區(qū)域產生大量的新晶核又在正長大的再結晶晶粒邊界形核長大，當位錯不斷向小角度晶界運動并試圖通過它時被釘扎在界面處，從而促使小角度晶界向大角度晶界轉變，鎂合金因而得以細化。
　　 利用有限元軟件Deform-3D對CCAE變形過程中的擠壓力和應力應變分布進行了有限元模擬。從模擬過程來看，擠壓溫度在擠壓的所有的參數中，起著至關重要的作用，影響著擠壓力的實際大小。整個模擬過程與實際擠壓情況較吻合，對今后的進一步試驗有一定的參考