鎂合金塑性變形的組織和織構(gòu)的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、鎂合金在塑性變形時由于強烈的變形織構(gòu)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(diào)控材料的織構(gòu)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(yīng)用的一個關(guān)鍵因素。所以成為材料科學(xué)工作者不斷探索與研究的領(lǐng)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(jié)果不僅對具有六方系結(jié)構(gòu)材料的形變與再結(jié)晶的研究具有理論意義,而且也為工業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)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(jié)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??棙?gòu)分析表明:AZ31鎂合金變形初期形成典型的{0001}纖維織構(gòu),隨著形變量增大,動態(tài)再結(jié)晶過程產(chǎn)生{02(-2)1}、{12(-3-1)}再結(jié)晶織構(gòu),漫散程度也變大。變形和動態(tài)再結(jié)晶的共同作用使變形織構(gòu)和再結(jié)晶織構(gòu)均不能得到充分發(fā)展。當擠壓比為λ,=25時,變形織構(gòu){01(-1)0}和再結(jié)晶織構(gòu){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(jié)晶進程,抑制晶粒長大,并使織構(gòu)漫散。
   在熱擠壓變形的基礎(chǔ)上,又進行了自由鍛的組織和織構(gòu)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(gòu),其強度隨著形變量的變化而變化。強的面織構(gòu)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(xué)性能。在模鍛時,模具的設(shè)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)轉(zhuǎn)變均有影響:隨速比的增加,與快、慢輥側(cè)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(cè),主要織構(gòu)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(cè),主要織構(gòu)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(gòu)組份{01(-1)7}<(-5)(-14)192>和{0001}<1(-2)10>的強度增加,只是快速輥側(cè)顯著的大于慢速輥側(cè)。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

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