AT11M,AT61M,AZ31B镁合金板材在线加热轧制的边裂研究
发布时间：2021-08-17 13:10
镁合金,被认为是21世纪最有潜力的绿色工程材料,广泛用于3C电子产品,交通运输、航空等诸多领域。由于镁的晶体结构是密排六方,在室温下可激活的滑移系较少,塑性比较差,变形困难。采用传统轧制加工镁合金板材时易发生边裂、断裂等缺陷,生产出有边裂的镁合金轧制板材需要切边,严重降低镁合金板材的生产率,使镁合金板材的成品率低、制备成本偏高。镁合金传统轧制道次间需要回炉进行多次中间退火处理,但道次间退火导致生产效率大大降低,严重阻碍了镁合金板材的应用。而新开发的在线加热轧制工艺可以同时对板材和轧辊在线加热,无需道次间回炉退火,可实现镁合金板材的连续轧制,提高生产效率,降低成本;且在线加热轧制出的板材质量好,是一种非常有潜力的轧制工艺。镁合金轧制边裂是目前急需解决的问题之一。目前对于镁合金轧制板材的边裂研究还不够深入,研究重点集中在传统轧制下的AZ31镁合金板材的边裂行为,而在线加热轧制下的边裂行为研究很少。本文采用四辊在线加热实验轧机对厚度为3mm的AT11M,AT61M,AZ31B三种镁合金板材进行轧制。通过X射线衍射技术（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、电子背散射衍射技术（EB...
【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】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镁合金中主要滑移系[16]：(a)基面滑移(b)柱面滑移(c)锥面滑移(d)锥面滑移
1绪论3表1.1镁合金中的独立滑移系[20]Table1.1SlipsystemsofMgalloys滑移系滑移面滑移类型滑移方向滑移系数量基面滑移{0001}<a><11-20>2柱面滑移{10-20}<a><11-20>2{10-10}锥面滑移{10-11}<a><11-20>4{11-21}<c+a><11-23>5{11-22}图1.2变形不同变形机制的CRSS的影响[26]Figure1.2EffectofdeformationtemperatureontheCRSSofdifferentdeformationmechanisms1.1.2孪生机制一般多晶材料的滑移变形需要至少5个独立的滑移系才能进行，对于常温下滑移系较少的材料如钛合金和镁合金等，没有足够的独立滑移系，除位错的滑移外，晶体的变形还可以由孪生变形来实现。孪生变形是指多晶体在受到剪切应力的条件下，晶体沿特定的晶面（称为孪生面）和晶向（称为孪生方向）产生均匀切变的现象[27]。孪晶与母晶的晶体结构一样，仅晶体取向相对于母晶发生变化[28]，与未变形部分构成镜面对称关系。在晶体结构为密排六方（hcp）的镁合金中，由于室温下被激活的独立滑移系少，孪生变形成为一种重要的机制，协调晶内的变形。变形孪生是镁合金在塑性变形时重要的晶内变形机制。通常镁合金中最常见的孪晶有三种：与基体取向差
重庆大学硕士学位论文4角86°的拉伸孪晶{10-12}<11-20>、与基体取向差角56°的压缩孪晶{10-11}<11-20>和一次压缩孪晶中生成与基体取向差角38°的二次孪晶{10-11}-{10-12}，如下表1.2所示为镁合金基体与各种孪晶之间位向关系。表1.2镁合金基体与孪晶之间的位向关系[18]Table1.2TherelationshipbetweentwinsandmisorientationsinMgalloys孪晶类型孪生面取向差角/旋转轴拉伸孪晶{10-12}86o<11-20>压缩孪晶{10-11}56o<11-20>{10-13}64o<11-20>二次孪晶{10-11}-{10-12}38o<11-20>{10-13}-{10-12}22o<11-20>通常情况下在镁合金中拉伸孪晶{10-12}最容易被激活，其临界剪切应力值CRSS值只有2－3MPa[29,30]。其他孪晶系的CRSS值较大，需要高温或剧烈变形才会形成。当应变量比较大时，在生成的一次孪晶中会产生二次孪晶。在近年来关于孪生的研究中，大量的研究者对{10-12}拉伸孪生进行了细致的报道[31-34]。如图1.3所示[35]为拉伸孪晶的形成示意图，可知拉伸孪晶是在沿着六方晶格的C轴拉伸或者垂直C轴压缩的情况下发生，孪晶生成后与母晶的位向关系接近86°。图1.3{10-12}{10-11}拉伸孪生变形示意图[35]Figure1.3Schematicdiagramof{10-12}{10-11}tensiletwinsysteminmagnesium
【参考文献】：
期刊论文
[1]轧制温度对AZ31B镁合金薄带轧制的边裂及显微组织的影响[J]. 刘子健,赵红阳,胡小东,王振敏,王立萍. 热加工工艺. 2016(21)
[2]AZ31镁合金板带轧制的边部裂纹特点及其演变[J]. 刘子健,赵红阳,胡小东,王立萍,纪汶伯. 轻合金加工技术. 2016(03)
[3]AZ31镁合金板材轧制过程边裂形成原因分析[J]. 赵鸿金,李涛涛,杨正斌,胡玉军,张兵. 材料科学与工艺. 2015(06)
[4]AZ31镁合金板材轧制过程中边部物理场分布[J]. 赵鸿金,李涛涛,杨正斌,贺玲慧. 稀有金属. 2016(10)
[5]AZ31B宽幅镁合金铸轧板材热轧边裂原因分析[J]. 马立峰,庞志宁,马自勇,徐海洁,蒋亚平. 材料科学与工程学报. 2014(05)
[6]轧制温度对AZ31B镁合金板材边裂和组织的影响[J]. 黄志权,黄庆学,马立峰,林金保. 热加工工艺. 2014(17)
[7]Novel Magnesium Alloys Developed for Biomedical Application:A Review[J]. Nan Li,Yufeng Zheng. Journal of Materials Science & Technology. 2013(06)
[8]大规格AZ31B镁合金板轧制工艺研究[J]. 付文杰,张清,黄张洪,吴晓东,党鹏,丁宝昌. 热加工工艺. 2013(03)
[9]AZ31镁合金的织构对其力学性能的影响[J]. 唐伟琴,张少睿,范晓慧,李大永,彭颖红. 中国有色金属学报. 2010(03)
[10]AZ31镁合金中拉伸孪晶静态再结晶的分析[J]. 李萧,杨平,孟利,崔凤娥. 金属学报. 2010(02)
博士论文
[1]镁合金薄板在线加热轧制工艺与组织性能研究[D]. 曾斌.重庆大学 2017
[2]Mg-Al-Sn-Mn系镁合金显微组织与力学性能的研究[D]. 佘加.重庆大学 2015
[3]镁合金轧制变形及边裂机制研究[D]. 戴庆伟.重庆大学 2011
[4]快速凝固Mg-Zn系镁合金的组织与性能研究[D]. 周涛.湖南大学 2009
硕士论文
[1]Mg-6.8Li-3Al-xCa合金组织与力学性能研究[D]. 王宝.重庆大学 2017
[2]准静态加载与激光冲击动态加载金属箔板微弯曲尺寸效应研究[D]. 钱清.江苏大学 2016
[3]交叉轧制工艺调控Mg-2Zn-2Gd板材织构分布及其各向异性的研究[D]. 潘士伟.重庆大学 2016
[4]电致诱导镁板材异步叠轧技术研究[D]. 薛广记.济南大学 2015
[5]Mg-Al-Sn-Mn合金板材组织与性能研究[D]. 彭鹏.重庆大学 2015
[6]稀土元素Y对Mg-Li合金微观组织和力学性能的影响[D]. 杨毅.东北大学 2014
[7]包铝镁板复合轧制及界面特性研究[D]. 刘智勇.西南大学 2009
本文编号：3347830
【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】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镁合金中主要滑移系[16]：(a)基面滑移(b)柱面滑移(c)锥面滑移(d)锥面
1绪论3表1.1镁合金中的独立滑移系[20]Table1.1SlipsystemsofMgalloys滑移系滑移面滑移类型滑移方向滑移系数量基面滑移{0001}<a><11-20>2柱面滑移{10-20}<a><11-20>2{10-10}锥面滑移{10-11}<a><11-20>4{11-21}<c+a><11-23>5{11-22}图1.2变形不同变形机制的CRSS的影响[26]Figure1.2EffectofdeformationtemperatureontheCRSSofdifferentdeformationmechanisms1.1.2孪生机制一般多晶材料的滑移变形需要至少5个独立的滑移系才能进行，对于常温下滑移系较少的材料如钛合金和镁合金等，没有足够的独立滑移系，除位错的滑移外，晶体的变形还可以由孪生变形来实现。孪生变形是指多晶体在受到剪切应力的条件下，晶体沿特定的晶面（称为孪生面）和晶向（称为孪生方向）产生均匀切变的现象[27]。孪晶与母晶的晶体结构一样，仅晶体取向相对于母晶发生变化[28]，与未变形部分构成镜面对称关系。在晶体结构为密排六方（hcp）的镁合金中，由于室温下被激活的独立滑移系少，孪生变形成为一种重要的机制，协调晶内的变形。变形孪生是镁合金在塑性变形时重要的晶内变形机制。通常镁合金中最常见的孪晶有三种：与基体取向差
重庆大学硕士学位论文4角86°的拉伸孪晶{10-12}<11-20>、与基体取向差角56°的压缩孪晶{10-11}<11-20>和一次压缩孪晶中生成与基体取向差角38°的二次孪晶{10-11}-{10-12}，如下表1.2所示为镁合金基体与各种孪晶之间位向关系。表1.2镁合金基体与孪晶之间的位向关系[18]Table1.2TherelationshipbetweentwinsandmisorientationsinMgalloys孪晶类型孪生面取向差角/旋转轴拉伸孪晶{10-12}86o<11-20>压缩孪晶{10-11}56o<11-20>{10-13}64o<11-20>二次孪晶{10-11}-{10-12}38o<11-20>{10-13}-{10-12}22o<11-20>通常情况下在镁合金中拉伸孪晶{10-12}最容易被激活，其临界剪切应力值CRSS值只有2－3MPa[29,30]。其他孪晶系的CRSS值较大，需要高温或剧烈变形才会形成。当应变量比较大时，在生成的一次孪晶中会产生二次孪晶。在近年来关于孪生的研究中，大量的研究者对{10-12}拉伸孪生进行了细致的报道[31-34]。如图1.3所示[35]为拉伸孪晶的形成示意图，可知拉伸孪晶是在沿着六方晶格的C轴拉伸或者垂直C轴压缩的情况下发生，孪晶生成后与母晶的位向关系接近86°。图1.3{10-12}{10-11}拉伸孪生变形示意图[35]Figure1.3Schematicdiagramof{10-12}{10-11}tensiletwinsysteminmagnesium
【参考文献】：
期刊论文
[1]轧制温度对AZ31B镁合金薄带轧制的边裂及显微组织的影响[J]. 刘子健,赵红阳,胡小东,王振敏,王立萍. 热加工工艺. 2016(21)
[2]AZ31镁合金板带轧制的边部裂纹特点及其演变[J]. 刘子健,赵红阳,胡小东,王立萍,纪汶伯. 轻合金加工技术. 2016(03)
[3]AZ31镁合金板材轧制过程边裂形成原因分析[J]. 赵鸿金,李涛涛,杨正斌,胡玉军,张兵. 材料科学与工艺. 2015(06)
[4]AZ31镁合金板材轧制过程中边部物理场分布[J]. 赵鸿金,李涛涛,杨正斌,贺玲慧. 稀有金属. 2016(10)
[5]AZ31B宽幅镁合金铸轧板材热轧边裂原因分析[J]. 马立峰,庞志宁,马自勇,徐海洁,蒋亚平. 材料科学与工程学报. 2014(05)
[6]轧制温度对AZ31B镁合金板材边裂和组织的影响[J]. 黄志权,黄庆学,马立峰,林金保. 热加工工艺. 2014(17)
[7]Novel Magnesium Alloys Developed for Biomedical Application:A Review[J]. Nan Li,Yufeng Zheng. Journal of Materials Science & Technology. 2013(06)
[8]大规格AZ31B镁合金板轧制工艺研究[J]. 付文杰,张清,黄张洪,吴晓东,党鹏,丁宝昌. 热加工工艺. 2013(03)
[9]AZ31镁合金的织构对其力学性能的影响[J]. 唐伟琴,张少睿,范晓慧,李大永,彭颖红. 中国有色金属学报. 2010(03)
[10]AZ31镁合金中拉伸孪晶静态再结晶的分析[J]. 李萧,杨平,孟利,崔凤娥. 金属学报. 2010(02)
博士论文
[1]镁合金薄板在线加热轧制工艺与组织性能研究[D]. 曾斌.重庆大学 2017
[2]Mg-Al-Sn-Mn系镁合金显微组织与力学性能的研究[D]. 佘加.重庆大学 2015
[3]镁合金轧制变形及边裂机制研究[D]. 戴庆伟.重庆大学 2011
[4]快速凝固Mg-Zn系镁合金的组织与性能研究[D]. 周涛.湖南大学 2009
硕士论文
[1]Mg-6.8Li-3Al-xCa合金组织与力学性能研究[D]. 王宝.重庆大学 2017
[2]准静态加载与激光冲击动态加载金属箔板微弯曲尺寸效应研究[D]. 钱清.江苏大学 2016
[3]交叉轧制工艺调控Mg-2Zn-2Gd板材织构分布及其各向异性的研究[D]. 潘士伟.重庆大学 2016
[4]电致诱导镁板材异步叠轧技术研究[D]. 薛广记.济南大学 2015
[5]Mg-Al-Sn-Mn合金板材组织与性能研究[D]. 彭鹏.重庆大学 2015
[6]稀土元素Y对Mg-Li合金微观组织和力学性能的影响[D]. 杨毅.东北大学 2014
[7]包铝镁板复合轧制及界面特性研究[D]. 刘智勇.西南大学 2009
本文编号：3347830
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