TZM310合金累積疊軋制備工藝與性能研究.pdf

1、鎂合金是目前輕金屬中應(yīng)用較廣泛的金屬之一，具有儲量豐富、質(zhì)量輕、易于加工成形和良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，在應(yīng)用價值方面凸顯了重要的作用，但作為結(jié)構(gòu)材料，與其他結(jié)構(gòu)材料相比較，鎂合金的延展性和強(qiáng)度相對較低。
　　本文針對Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn（TZM310）合金的低強(qiáng)度問題，對TZM310合金進(jìn)行五種工藝的軋制，優(yōu)選出高強(qiáng)度和綜合性能良好的TZM310合金板材，并研究織構(gòu)在軋制過程中的影響。采用累積疊軋技術(shù)（ARB）制備了T

2、ZM310合金板材，應(yīng)用析出相及晶粒細(xì)化的影響，進(jìn)一步提高其強(qiáng)度。通過對顯微組織的觀察研究了TZM310合金在軋制過程顯微組織的演變、析出相析出情況和累積疊軋板材的顯微組織演變；采用XRD方法研究析出相析出情況及宏觀織構(gòu)演變規(guī)律；并討論了軋制態(tài)和疊軋態(tài)板材的力學(xué)性能與組織的關(guān)系。
　　軋制工藝研究結(jié)果表明：隨著軋制道次的增加，動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生在晶界和孿晶上，且原始晶粒沿軋制方向拉長，晶粒尺寸逐漸減小，當(dāng)總壓下量達(dá)到88.2％時，板材

3、內(nèi)所有區(qū)域均為動態(tài)再結(jié)晶晶粒，發(fā)生了完全動態(tài)再結(jié)晶。軋制過程中Mg2Sn相首先在晶界處析出，隨后在晶內(nèi)、位錯及孿晶處析出，最終呈彌散分布于晶界及晶內(nèi)。Mg2Sn相以球狀分布在晶體內(nèi)部，300℃軋制中析出的Mg2Sn相相比于350℃、400℃中析出的Mg2Sn相，含量多且尺寸細(xì)小、分布更加彌散，釘扎晶界效果增強(qiáng)。綜合晶粒細(xì)化和沉淀強(qiáng)化的共同作用導(dǎo)致了材料的硬度及拉伸性能增強(qiáng)。
　　TZM310合金板材在400℃溫度下共累積疊軋五個道

4、次，累積疊軋一個道次的TZM310合金晶粒細(xì)化明顯，隨后累積疊軋四個道次的TZM310合金晶粒細(xì)化不顯著，只是隨著累積疊軋道次的增加組織更均勻。TZM310合金板材抗拉強(qiáng)度隨著累積疊軋的軋制道次增加而逐漸上升，第一道次明顯增加，隨后趨于平緩，延伸率則呈下降趨勢，由于板材動態(tài)再結(jié)晶，累積疊軋道次間的退火導(dǎo)致其晶粒細(xì)化不明顯，所以板材強(qiáng)度隨累積疊軋道次增加增長緩慢。TZM310合金板材最后一個道次的界面為累積疊軋板材力學(xué)性能最薄弱的地方，后