织构调控改善镁合金板材成形性能的研究

发布时间：2021-07-30 15:33

　　镁合金具有密排六方结构,晶胞对称性差,室温下可开动的独立滑移系少。且由轧制或挤压等一次成形而来的变形镁合金板材一般具有强基面织构,导致其室温成形性能低下,极大地限制了变形镁合金的广泛应用。本研究基于多向拉伸应力状态下的杯突或深冲工艺,提出了织构弱化与织构对称性优化并行的织构改性理念以改善镁板的室温成形性能。研究通过对四种不同初始织构状态板材的显微组织、晶粒取向及力学行为进行了深入分析,提出了针对不同种织构类型板材的“织构弱化+对称化”改性参数。同时,基于镁板弯曲成形工艺内外侧应变非对称的特点,提出了构建镁板弯曲过程中内外侧对于塑性变形机制对称性选择这一织构改性理念,研究中着重分析了不同种织构类型在弯曲成形中于多轴应力状态下内外侧的塑性变形机制选择行为及其对终弯曲成形性能的影响。主要的研究内容和结果如下:①对具有基面滑移弱取向的AZ31板材进行了特定应变值的预拉伸变形,能够在基面滑移SF较大的晶粒中引入拉伸孪晶。引入的拉伸孪晶与母体之间可构建多点的正交取向梯度单元,再结晶退火后可达到弱化基面织构的效果,有效提升板材的室温塑性和杯突成形性能。②对织构不对称型AZ31及LAZ331板材做了沿... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：197 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 镁合金塑性变形理论
    1.3 镁合金板材的织构调控与性能优化
        1.3.1 非对称挤压技术
        1.3.2 异步轧制技术
        1.3.3 添加合金元素
        1.3.4 预变形技术
    1.4 基于镁板成形性研究中所存在的不足
    1.5 本文研究的目的和内容
        1.5.1 本文研究的目的及意义
        1.5.2 本文的研究内容
    1.6 主要成果与创新点
2 实验材料及方法
    2.1 实验材料
    2.2 微观组织表征分析
        2.2.1 金相显微组织观察(OM)
        2.2.2 X射线衍射分析(XRD)
        2.2.3 电子背散射衍射分析(EBSD)
    2.3 实验方法
        2.3.1 (预)拉伸/(预)压缩试验
        2.3.2 杯突成形实验
        2.3.3 弯曲成形实验
3 基于不同初始织构镁板的织构弱化及分布对称性调控研究
    3.1 引言
    3.2 具有基面滑移弱取向型AZ31板材的织构与组织调控
        3.2.1 实验材料及方法
        3.2.2 板材初始状态及预拉伸变形量的选取原则
        3.2.3 预拉伸后未退火态显微组织及晶粒取向演变
        3.2.4 预拉伸后退火态试样显微组织及织构演变
        3.2.5 力学性能与成形性能演变
        3.2.6 预拉伸变形中孪生与滑移对于取向的调控机理
    3.3 部分基面织构偏转型镁合金板材的织构与组织调控
        3.3.1 引言
        3.3.2 实验材料
        3.3.3 部分基面织构偏转型织构板材的力学行为特点
        3.3.4 基于预拉伸+退火工艺下的织构弱化及织构对称性调控
        3.3.5 部分基面织构偏转型板材基于轧制变形下的织构弱化及取向对称化调控
    3.4 基面织构全偏型镁合金板材的织构与组织调控
        3.4.1 引言
        3.4.2 实验材料
        3.4.3 基面织构全偏型LAZ331板材的力学行为特点
        3.4.4 预拉伸退火工艺改善基面织构全偏型LAZ331板材的各向同性
        3.4.5 通过轧制工艺改善基面织构全偏型LAZ331板材的各向同性
    3.5 C-axis∥ND强基面织构型板材的织构改性及性能调控
        3.5.1 引言
        3.5.2 实验材料及方法
        3.5.3 板材经预压缩退火构建基于预拉伸工艺的孪生软取向
        3.5.4 基于PCA板材的正交取向梯度构建
        3.5.5 再结晶退火引入正交织构及其对板材室温成形性的影响
        3.5.6 正交织构改性对于板材成形性能改善的分析
        3.5.7 正交织构改性工艺中需注意的问题
    3.6 本章小结
4 织构改性提升镁合金板材室温弯曲成形性能的研究
    4.1 引言
    4.2 实验材料及方法
    4.3 通过预压缩退火工艺进行织构改性
    4.4 不同初始织构类型的试样弯曲成形性对比
    4.5 不同初始织构的板材在弯曲过程中内外侧组织,织构演变分析
        4.5.1 As-0°试样弯曲过程中内外侧组织、织构的表征及分析
        4.5.2 As-90°试样弯曲过程中内外侧组织、织构的表征及分析
        4.5.3 c-axis∥TD-0°试样弯曲过程中内外侧组织、织构的表征及分析
        4.5.4 c-axis∥TD-45°试样弯曲过程中内外侧组织、织构的表征及分析
        4.5.5 c-axis∥TD-90°试样弯曲过程中内外侧组织、织构的表征及分析
        4.5.6 不同初始织构试样的拉压不对称性及其对弯曲成形行为的影响
    4.6 本章小结
5 结论
致谢
参考文献
附录
    A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B.作者在攻读学位期间取得的科研成果
    C.主持项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]AZ31B镁合金板材多道次轧制路径研究[J]. 徐海洁,马立峰,刘崇林,刘光明,黄志权,刘鹏涛,林金宝.  机械工程学报. 2017(10)
[2]AZ31镁合金累积叠轧焊界面结合机制的研究[J]. 肖心萍,李晓丹,张虹,王淑英,崔永强.  热加工工艺. 2013(09)
[3]AZ31镁合金单轴拉伸过程中的{0002}双峰织构观察[J]. 孟强,蔡庆伍,江海涛,胡水平.  稀有金属. 2011(02)
[4]宽板塑性弯曲的应变增量中性层及位置的确定[J]. 邬移华,彭炎荣,胡成武,魏俊超.  锻压技术. 2010(06)
[5]镁合金板材轧制技术与工艺的研究进展[J]. 张丁非,方霖,刘郭平,戴庆伟.  兵器材料科学与工程. 2010(05)
[6]异步轧制AZ31镁合金的微观组织与室温成形性能[J]. 夏伟军,蔡建国,陈振华,陈刚,蒋俊峰.  中国有色金属学报. 2010(07)
[7]镁合金温变形过程中的孪生及孪晶交叉[J]. 杨续跃,张雷.  金属学报. 2009(11)
[8]异步轧制AZ31镁合金板材的组织性能研究[J]. 朱素琴,严红革,夏伟军,陈振华.  湖南大学学报(自然科学版). 2008(08)
[9]镁合金冷轧板材织构不均匀性分析[J]. 马全仓,赵靖宇,毛卫民,李向宇.  轻合金加工技术. 2008(08)
[10]累积叠轧焊温度和循环道次对AZ31镁合金组织和性能的影响[J]. 陈维平,杨冬雨,詹美燕.  特种铸造及有色合金. 2008(05)

博士论文
[1]孪生对AZ31B镁合金板材V型弯曲中性层偏移的影响[D]. 王利飞.重庆大学 2015

硕士论文
[1]AZ31镁合金交叉轧制工艺研究[D]. 竺晓华.沈阳理工大学 2009



本文编号：3311663