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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。
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