纯镁室温包套等通道转角挤压变形机理及组织性能演变

发布时间：2018-03-21 04:29

  本文选题：纯镁　切入点：室温ECAP　出处：《太原理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近年来,等通道转角挤压(ECAP)作为实现金属材料晶粒细化、超细化甚至纳米化的一种有效手段,被广泛应用于镁及镁合金的组织细化和性能强化。然而,镁及镁合金的ECAP挤压大多在200℃及以上温度进行,晶粒细化程度有限。因此,本文采用包套处理对试样进行挤压,解决了试样开裂问题,实现了大块金属纯镁的室温ECAP挤压,进而对纯镁室温包套ECAP挤压的微观变形机理及组织性能演变规律开展了深入地研究。本文利用经过一定退火处理的铸态纯镁沿BC路径进行了室温1道次及多道次包套ECAP挤压,成功得到了完好的挤压态试样,并对1道次挤压后的试样进行了不同条件下的退火处理,通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察了挤压态及各退火态试样的组织特征,又对铸态纯镁及各道次挤压态纯镁进行了室温拉伸测试,研究了纯镁在室温1道次包套ECAP挤压变形过程中的变形机理及挤压态纯镁的组织稳定性,同时研究了挤压道次对纯镁组织和力学性能的影响。研究结果表明:(1)室温1道次挤压态纯镁的显微组织中既有起始没有被细化的粗晶又有细小的动态再结晶(DRX)晶粒,表现出很显著的不均匀性。此外,纯镁在室温包套ECAP挤压过程中发生着孪生变形,形成了许多{1012}拉伸孪晶,并且在初生孪晶内部还产生了少量的二次孪生。在纯镁1道次室温包套ECAP挤压过程中,纯镁在模具拐角处发生强烈地剪切变形,产生了强烈的与挤压方向(ED)成一定角度的基面织构,非基面滑移也有一定程度地开动。滑移和孪生的相互协调作用使得纯镁成功地实现室温下的ECAP挤压。(2)挤压态纯镁退火处理之后,由于静态再结晶(SRX)及晶粒长大,小角度晶界(LAGB)晶粒所占比例迅速下降,大角度晶界(HAGB)晶粒数量则不断增加,从而使得晶粒的分布变得均匀。此外,退火时间的增加会不断消除ECAP挤压过程中产生的{1012}拉伸孪晶。退火后的晶粒虽然发生正常长大,但是具有基面织构取向的晶粒更容易长大。随着退火时间和温度的增加,晶粒的(0002)基面织构强度不断增加。(3)室温多道次包套ECAP挤压能明显细化纯镁基体组织,1道次挤压后的组织很不均匀性,并且在显微组织中存在大量拉伸孪晶。随着挤压道次的增加,晶粒逐渐细化,DRX晶粒的数量不断增加,拉伸孪晶的数量迅速减少,挤压4道次之后出现了比较均匀的等轴晶组织,平均晶粒尺寸到达4?m左右。此外,在室温多道次包套ECAP挤压过程中,随着挤压道次的增加,纯镁基面织构强度降低,不断弱化;LAGB晶粒数量不断减少,而HAGB晶粒则不断增多;晶粒的基面滑移系的平均施密特因子呈现出先降低后升高的变化动向。室温多道次包套ECAP挤压后,纯镁的室温力学性能显著提高,其抗拉强度(UTS)由铸态的35 MPa增加到121 MPa,伸长率(EL)略微有所下降。
[Abstract]:In recent years, Equal Channel angular Extrusion (ECAP) has been widely used in the refinement and strengthening of microstructure and properties of magnesium and magnesium alloys, as an effective means of grain refinement, ultrafine and even nanocrystallization of metal materials. The ECAP extrusion of magnesium and magnesium alloys is mostly carried out at 200 鈩，

本文编号：1642260