预变形对AZ31镁合金力学行为影响的研究

发布时间：2020-07-23 12:24

【摘要】：由于镁合金在室温下只有少量的独立滑移系,使得其塑形变形能力较差,而且轧制镁合金板材具有很强的基面织构,材料表现出强烈的各向异性和拉压不对称性等缺点。为了拓宽镁合金在不同工程的使用范围,研究人员运用了许多方法去改善镁合金的综合性能,其中,通过预置孪晶改变镁合金力学性能、拉压不对称性及各向异性等成为热门研究手段之一。本文以AZ31B镁合金作为研究对象,对其进行不同预应变的准静态预压缩,然后对部分预压缩样品进行低温退火处理,通过光学显微镜(OM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、X射线衍射分析(XRD)等测试方法,研究预压缩手段对AZ31B镁合金二次室温下压缩性能影响,本课题研究所得的主要结论如下:(1)相同应变率加载条件下,发现相较于初始材料,经过预变形处理后材料的屈服强度都有所提升,但抗压强度随预应变量增加而减少,只有预压缩量为6%的样品不仅提高了材料屈服强度,而且材料的抗压强度大小与初始样基本一样。(2)对比退火前与退火后的样品二次压缩应力-应变曲线图可知,无论是准静态压缩还是高应变率压缩,6%的预压缩样品退火后再次压缩,其屈服强度都未减反增,表现出明显的退火强化现象,且该状态下材料的织构最强方向已偏转至TD方向,退火强化和织构强化对材料屈服强度的影响远大于位错引起的加工硬化的影响。当预压缩量超过10%后,影响材料力学性能的主要因素织构强化。(3)对单轴预压缩样品进行不同温度的退火处理,发现沿着TD方向预压缩样品经140℃1 h退火后可以降低材料内部的位错密度,消除加工硬化,且对预变形中形成的孪晶组织影响较小。(4)沿着TD(横向)方向进行不同预应变的单向压缩,发现材料内部形成大量透镜状的{10(?)2}型拉伸孪晶,且大部分孪晶组织相互平行。相较于初始材料的(0002)基面和(10(?)0)柱面出现了明显的择优分布,这是由于{10(?)2}型拉伸孪晶的出现使得基体晶粒偏转86.3°,晶粒c轴从原有板材法向方向偏转平行于受压缩方向。当预压缩量为6%时,预压缩试样中已经出现了大量{10(?)2}拉伸孪晶,但此时的孪晶组织大部分已长大并吞噬掉原有基体晶粒。从6%到14%的预压缩过程中,原始晶粒被孪晶形变孪晶替代,塑形变形过程中发现的孪晶以{10(?)2}型拉伸孪晶为主,在10%的预压缩样品中发现过少量{10(?)0}型压缩孪晶。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG146.22
【图文】：

矿产资源,镁合金,板材,全球

加入铝、锌、锰等其他元素组成的合金。目金属结构材料，它的比强度明显高于钢材、有良好的减震性，散热性，易回收等优点。巨大的应用前景，20 世纪 90 年代以来，镁年来在众多领域获得广泛的青睐，例如汽车使用镁合金材料取代传统铸铁与铝合金制造毂等可以减轻汽车总体重量约为 19.5 kg和是电子产品生产中主要使用轻合金材料，低品如笔记本电脑，手机等，作为金属外壳增则便于携带操作；镁合具有良好的电磁波屏干扰；薄壁铸造性能为优化机身厚度，外观通讯、消费类电子）产品壳体最佳替代材料

晶面方向,晶胞结构,滑移

图 1-3 镁的晶胞结构和主要晶面方向[10] 滑移移是晶体中产生范性形变的主要方式，是指在切应力的作用下，晶体中的一特定的晶面和晶向，相较于晶体的另一部分发生相对移动的一种运动状态。中，原子密排面和滑移面为*0001+基面，密排方向和滑移方向为 112 0 。根的不同，可以分为基面滑移和非基面滑移，在非基面滑移中，又可以分为柱锥面滑移，根据滑移方向的不同，可以分为<a>滑移（如图 1-4）和<c+a>滑移（）。镁合金中常见的滑移系如表 1-1 所示[11]。

位错滑移,镁合金,滑移,滑移方向

图 1-3 镁的晶胞结构和主要晶面方向[10]1.2.1 滑移滑移是晶体中产生范性形变的主要方式，是指在切应力的作用下，晶体中的一分沿着特定的晶面和晶向，相较于晶体的另一部分发生相对移动的一种运动状态。镁晶体中，原子密排面和滑移面为*0001+基面，密排方向和滑移方向为 112 0 。根滑移面的不同，可以分为基面滑移和非基面滑移，在非基面滑移中，又可以分为柱滑移和锥面滑移，根据滑移方向的不同，可以分为<a>滑移（如图 1-4）和<c+a>滑移（图 1-5）。镁合金中常见的滑移系如表 1-1 所示[11]。

【参考文献】