鎂合金塑性變形的組織和織構的研究.pdf

1、鎂合金在塑性變形時由于強烈的變形織構存在，變形后容易產(chǎn)生各向異性，影響進一步的加工。通過工藝控制與優(yōu)化，調控材料的織構類型和數(shù)量，是提高或改善鎂合金加工性能的重要途徑，更是它能否得到更廣泛應用的一個關鍵因素。所以成為材料科學工作者不斷探索與研究的領域之一。
　　 本文以AZ31鎂合金為研究對象，對其實施不同條件的塑性變形和熱處理，通過金相觀察、SEM和TEM觀察以及X射線衍射等手段，對其在不同的塑性變形和熱處理條件下，該合金的顯

2、微組織和晶體取向流變行為進行了系統(tǒng)研究。這些結果不僅對具有六方系結構材料的形變與再結晶的研究具有理論意義，而且也為工業(yè)生產(chǎn)提供技術原型。
　　 首先進行熱擠壓變形，在162℃擠壓變形得到混晶組織，有Mg17Al12和MnAl相析出。隨著擠壓溫度的升高，析出相減少。在258℃時沒有MnAl相析出，Mg17Al12相也很少。但是，擠壓變形時容易發(fā)生動態(tài)再結晶，隨著形變量增大，平均晶粒尺寸減小，組織越均勻，當擠壓比為λ,=25時能得到

3、平均晶粒尺寸為7.3μm的均勻組織，為改善其塑性變形能力提供有利的組織條件。320℃擠壓變形時，組織較均勻，析出物更少。織構分析表明：AZ31鎂合金變形初期形成典型的{0001}纖維織構，隨著形變量增大，動態(tài)再結晶過程產(chǎn)生{02(-2)1}、{12(-3-1)}再結晶織構，漫散程度也變大。變形和動態(tài)再結晶的共同作用使變形織構和再結晶織構均不能得到充分發(fā)展。當擠壓比為λ,=25時，變形織構{01(-1)0}和再結晶織構{02(-2)1}、

4、{12(-3-1)}面的強度相近且很弱，有利于降低改善各向異性，提高或改善加工和成型性能。電場退火和常規(guī)退火不同。電場退火推遲了AZ31鎂合金再結晶進程，抑制晶粒長大，并使織構漫散。
　　 在熱擠壓變形的基礎上，又進行了自由鍛的組織和織構分析。組織不均勻，鍛造中產(chǎn)生的{(-1)2(-1)7}、{(-1)2(-1)4)、{01(-1)5}等面織構，其強度隨著形變量的變化而變化。強的面織構增加材料的各向異性，不利于改善鎂合金的塑性變

5、形能力和力學性能。在模鍛時，模具的設計要考慮材料的各向異性的影響。
　　 取厚度為1.4mm的熱軋板，分別進行同步單向冷軋、交叉冷軋和不同速比的異步冷軋研究。在同步單向冷軋時，{0001}面織構組分強度趨向均勻分布，且隨形變量ε的增加，{0001}＜10(-1)0＞和{0001}＜2(-1-1)0＞織構組分的強度呈波動性增加，當形變量ε≥15％時，出現(xiàn)切變帶后而斷裂。在交叉冷軋時，{0001}面織構組分隨形變量ε的增加向{000

6、1}＜2(-1-1)0＞聚集，且{0001}＜10(-1)0＞開始稍有增強后呈現(xiàn)減弱，相反{0001}＜2(-1-1)0＞卻連續(xù)增加，當形變量ε≥5.8％時，出現(xiàn)切變帶后而斷裂，對該合金，交叉冷軋是無益的。
　　 采用室溫下異步冷軋時，速比和形變量對織構轉變均有影響：隨速比的增加，與快、慢輥側相接觸的表面層明顯不同，但中間區(qū)域變化不明顯。在快速輥側，主要織構組份{01(-1)7}＜(-5)(-14)192＞和{0001}＜1(-

7、2)10＞隨速比的增加而迅速增加；在慢速輥側，主要織構組份{01(-1)7}(-5)(-14)192＞和{0001}＜1(-2)10＞隨速比的增加而交替變化。隨形變量的增加，主要織構組份{01(-1)7}＜(-5)(-14)192＞和{0001}＜1(-2)10＞的強度增加，只是快速輥側顯著的大于慢速輥側。選擇合適工藝，采用異步軋制，可以在室溫條件下，以單道次高達20％的形變量軋成表面平整光滑的鎂合金薄板。室溫下異步冷軋鎂合金板是可行的