Mg-3Zn-0.2Ca-0.5Y镁合金板材轧制及其组织性能研究

发布时间：2017-08-02 05:15

  本文关键词：Mg-3Zn-0.2Ca-0.5Y镁合金板材轧制及其组织性能研究

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【摘要】：镁合金作为最轻的金属结构材料越来越广泛地应用于国防军事和民用产品领域,因此通过一定的工艺改进获得高性能低各向异性的镁合金板材成为镁合金的研究重点之一。本文旨在探索高性能镁合金板材的轧制工艺,采用挤压态微稀土合金化的Mg-Zn-Ca-Y棒材作为初始坯料进行轧制,研究轧制过程中组织、织构的转化,以及含Y第二相在轧制过程中的作用。同时分析不同温度、道次变形量以及轧制方式对板材组织和力学性能的影响。对比单向轧制和交叉轧制后板材的r值,研究不同轧制方式对稀土镁合金板材室温成形性能的影响。本文提出 以棒轧板‖的工艺方法进行开坯轧制,这种方式利用挤压后棒材的特殊织构状态,实现了镁合金轧制过程中基面滑移、孪生、非基面滑移等机制的有机结合。多系滑移的发生使得板材织构弱化,晶粒取向更加随机。该工艺下得到的板材晶粒尺寸细化至5.88μm,屈服强度达到180MPa,室温延伸率最高达到40.14%。同时板材RD方向和TD方向力学性能差异较小,板材的各向异性明显降低,为镁合金板材的应用提供广阔的空间。同时,通过不同变形量、不同温度以及不同的轧制方式对镁合金板材组织、性能影响的研究发现,温度主要影响第二相的析出,相对较低温下第二相比较细小弥散,对于提高强度效果明显。变形增大后基面织构减弱,晶粒细化效果明显,同时再结晶程度较高。对比单向轧制和交叉轧制发现,交叉轧制后基面织构明显减弱,板材各向异性减弱,塑性成形能力增强。同时比较两种方式轧后板材的r值,发现交叉轧后板材获得较大的r值,这对于提高板材的二次成形能力意义重大。综合分析以上三种影响板材性能的因素可以初步探索镁合金薄板轧制工艺,即在大变形量的条件下进行交叉热轧的工艺方法。
【关键词】：稀土镁合金 交叉轧制 织构 各向异性 变形机制
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG339
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 引言10
• 1.2 镁合金板材轧制技术10-15
• 1.2.1 异步轧制10-12
• 1.2.2 交叉轧制12
• 1.2.3 交叉辊轧制12-13
• 1.2.4 双辊铸轧13-14
• 1.2.5 等径角轧制14-15
• 1.3 变形镁合金的研究现状15-20
• 1.3.1 镁-铝系合金15-18
• 1.3.2 镁-稀土系合金18
• 1.3.3 镁-锂系合金18-20
• 1.4 镁及其合金的应用20-21
• 1.4.1 镁合金在电子产品中的应用20
• 1.4.2 镁合金在汽车工业中的应用20-21
• 1.4.3 镁合金在国防领域中的应用21
• 1.5 课题的研究意义与研究内容21-23
• 第2章 实验方案23-29
• 2.1 实验材料23
• 2.2 实验方案23-27
• 2.2.1 5mm镁合金板材热轧工艺方案23-25
• 2.2.2 镁合金薄板轧制工艺方案25-27
• 2.3 分析测试方法27-29
• 2.3.1 金相组织观察27
• 2.3.2 SEM分析27
• 2.3.3 EBSD分析27
• 2.3.4 力学性能测试27-28
• 2.3.5 XRD分析28-29
• 第3章 镁合金一次轧制板材组织性能分析29-47
• 3.1 引言29
• 3.2 一次轧制后板材的微观组织及力学性能29-34
• 3.2.1 板材轧制后微观组织分析29-31
• 3.2.2 板材轧制后力学性能分析31-33
• 3.2.3 板材一次轧制后拉伸断口分析33-34
• 3.3 板材轧制过程中织构的演变34-38
• 3.4 镁合金中的第二相对板材组织性能的影响38-42
• 3.5 镁合金板材一次轧制变形机理分析42-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第4章 镁合金薄板轧制及组织性能分析47-76
• 4.1 引言47
• 4.2 不同温度轧制板材的组织及力学性能47-59
• 4.2.1 轧制温度对板材组织的影响48-52
• 4.2.2 轧制温度对织构的影响52-55
• 4.2.3 轧制温度对第二相的影响55-57
• 4.2.4 轧制温度对板材力学性能的影响57-59
• 4.3 不同变形量轧制板材的组织及力学性能59-67
• 4.3.1 变形量对板材组织的影响59-62
• 4.3.2 变形量对板材织构的影响62-64
• 4.3.3 变形量对第二相的影响64-65
• 4.3.4 变形量对板材力学性能的影响65-67
• 4.4 轧制方式对板材组织及力学性能影响67-74
• 4.4.1 轧制方式对组织的影响67-69
• 4.4.2 轧制方式对织构的影响69-71
• 4.4.3 轧制方式对力学性能的影响71-73
• 4.4.4 轧制方式对板材各向异性的影响73-74
• 4.5 本章小结74-76
• 结论76-77
• 参考文献77-82
• 致谢82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张士宏;王忠堂;周丽新;徐永超;;镁合金板件温热成形技术的几个新进展[J];材料导报;2006年08期

2 苗青;;轧制AZ31镁合金板材的显微组织和力学性能[J];上海电机学院学报;2013年05期

3 张文玉;刘先兰;;异步轧制技术及其在镁合金中的应用研究现状[J];新技术新工艺;2007年07期

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本文编号：607777