形變熱處理和扭轉(zhuǎn)變形對(duì)鎂合金組織性能的影響.pdf

1、鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有比強(qiáng)度高、比剛度高且易于回收利用等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、航空和電子產(chǎn)品領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，鎂合金具有密排六方晶體結(jié)構(gòu)，具有的獨(dú)立滑移系較少，室溫變形能力較差。而且，鎂合金在塑性變形過程中極易產(chǎn)生孿生變形，導(dǎo)致屈服強(qiáng)度低和拉壓屈服不對(duì)稱等。這些缺點(diǎn)都嚴(yán)重限制了鎂合金的廣泛使用。
　　目前，鎂合金的主要研究方向有：制備高強(qiáng)度鎂合金、改善拉壓屈服不對(duì)稱性和提高室溫塑性變形能力等方面。本課題選用常用的AZ31

2、和ZK60鎂合金作為研究對(duì)象。本文的一個(gè)主要研究?jī)?nèi)容就是研究形變熱處理工藝對(duì)鎂合金的微觀組織和力學(xué)性能的影響；另一個(gè)主要研究?jī)?nèi)容就是研究扭轉(zhuǎn)變形對(duì)鎂合金的微觀組織和力學(xué)性能的影響。通過金相顯微分析（OM）、X射線衍射分析（XRD）、電子背散射衍射技術(shù)（EBSD）、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）等對(duì)試樣微觀組織進(jìn)行表征，對(duì)相關(guān)機(jī)理進(jìn)行深入分析，取得的主要結(jié)論如下：
　?、俚蜏赝嘶鹛幚恚?70℃）能夠提高預(yù)孿生化AZ31鎂合金

3、試樣的壓縮屈服強(qiáng)度。由于溶質(zhì)原子在孿晶界偏聚，阻礙孿晶界擴(kuò)展，增加了孿生長(zhǎng)大的激活應(yīng)力，從而導(dǎo)致預(yù)孿生化試樣的壓縮屈服強(qiáng)度增高。
　?、跁r(shí)效處理（180℃）可以有效地降低預(yù)孿生化ZK60鎂合金試樣的拉壓屈服不對(duì)稱性。在預(yù)孿生化 ZK60鎂合金的{1012}拉伸孿晶內(nèi)觀察到三種形貌的析出相：(0001)twin板狀、[11-20]twin條狀和[0001]twin棒狀，分別由 Mg4Zn7相或 MgZn2相組成。由于在預(yù)孿生化ZK6

4、0鎂合金的基體和孿晶內(nèi)具有不同的析出行為，而且溶質(zhì)原子在孿晶界偏聚，阻礙孿晶界擴(kuò)展，導(dǎo)致時(shí)效處理試樣的后續(xù)拉伸（退孿生變形機(jī)制）和壓縮（孿晶長(zhǎng)大機(jī)制）屈服強(qiáng)度增量不同。
　?、叟まD(zhuǎn)變形可以有效地降低擠壓態(tài)AZ31鎂合金試樣的拉壓屈服不對(duì)稱性。試樣的壓縮屈服強(qiáng)度隨著扭轉(zhuǎn)應(yīng)變量的增大而升高；但拉伸屈服強(qiáng)度基本不受扭轉(zhuǎn)應(yīng)變量的影響。當(dāng)試樣經(jīng)受的切應(yīng)變量較低時(shí)（γ<0.35），其塑性變形主要以位錯(cuò)滑移為主；當(dāng)試樣經(jīng)受的切應(yīng)變量較高時(shí)（γ>

5、0.52），其塑性變形除了位錯(cuò)滑移之外，還會(huì)產(chǎn)生大量的{1012}拉伸孿晶。
　?、芘まD(zhuǎn)變形速度對(duì)擠壓態(tài)AZ31鎂合金試樣的流變曲線具有重要影響。扭轉(zhuǎn)變形速度越快，則流變曲線就越高。扭轉(zhuǎn)變形使試樣橫截面產(chǎn)生梯度組織，而且能夠提高試樣的硬度。扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生的梯度應(yīng)變是試樣橫截面產(chǎn)生梯度組織的主要原因。位錯(cuò)密度、硬度和孿晶面積分?jǐn)?shù)沿試樣橫截面的半徑方向逐漸增加。硬度的提高主要?dú)w因于位錯(cuò)強(qiáng)化機(jī)制，而織構(gòu)強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化的作用微乎其微。