轧制工艺对铸轧AZ31镁合金板材再结晶组织和力学性能影响

发布时间：2017-09-21 14:40

  本文关键词：轧制工艺对铸轧AZ31镁合金板材再结晶组织和力学性能影响

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【摘要】：镁合金铸轧成形技术作为一种新兴的加工成形方法，它具有缩短流程，节省能耗，降低成本等优点，近年来成为国内外工程界和学术界的研究热点。但铸轧板还需要经过下一步轧制工序，才能生产出表面质量和内部质量都达到要求，可用于冲压等产品制备的薄板。镁合金板材特别是高性能的镁合金薄板具有极大的应用前景，而新铸轧成形技术是获得变形镁合金薄板的主要方式之一，对镁合金的大量工业化生产具有深远意义和巨大现实利益。然而，镁合金具有密排六方晶体结构，其滑移系少，塑性变形能力差和各向异性严重，极大地限制了变形镁合金的工业应用。为了解决这个难题，我们进一步优化AZ31铸轧板的轧制工艺。目前，异步轧制的不同异速比和轧制方向对轧制工艺的影响没有特别系统的研究，本文以商业的双辊铸轧AZ31镁合金板材为研究对象，来对其直接热轧工艺的研究，本文主要研究了小异速比对AZ31铸轧板的室温和高温变形规律和轧制方向对AZ31铸轧板的室温和高温变形规律，本文主要工作及成果如下： （1）随着小异速比增加，室温下再结晶织构的逐渐弱化但不十分显著，但慢速轧辊侧的织构强度比快速轧辊侧的织构强度要强。其原因是差速轧制所引起的动态再结晶和道次间的短暂退火发生的静态再结晶，使晶粒取向重新分布，导致织构弱化。在异速比为1.2时，差速轧制更能有效地细化组织。 （2）在室温下，随着异速比增加，拉伸强度从245MPa降低到234MPa，差速轧制的屈服强度和延伸率均高于同步轧制（异速比为1.0），在异速比为1.2时，拉伸强度和屈服强度为240MPa和145MPa，塑性延伸率达到最大值为25.6％，提高了5.7％，其原因是晶粒细化和织构弱化的共同作用。 （3）在高温下，随着变形温度升高和异速比增加，塑性延伸率逐渐提高，且在250oC时断裂延伸率和塑性延伸率分别为92.8％和86.3％，综合再结晶组织、织构和力学性能的分析结果，优化出异速比为1.2、轧制温度为350oC、退火工艺为300oC下60min，其室温和高温的塑性延伸率分别为25.6％和86.3％。 （4）轧制方向对轧制AZ31镁合金的晶粒尺寸有显著的影响，且晶粒分布相对比较均匀；随着轧制方向的变化，再结晶织构也得到了显著的强化，尤其交叉轧制的织构强度最强，这主要归因于于轧制方向的不断变化和道次间的短暂退火；在轧制过程中，由于道次间频繁换向，导致板材晶粒尺寸大小及取向分布和织构特征有明显差异。 （5）在室温拉伸时，首尾轧制综合力学性能最优，其抗拉强度为295MPa，屈服强度为196MPa，断裂延伸率和塑性延伸率分别可达31.5％和29.4％，，其原因是道次间短暂退火和道次间频繁换向使晶粒细化和织构强度增强共同作用。在高温拉伸时，时钟轧制综合力学性能明显最好，其抗拉强度为94MPa，屈服强度为80MPa，断裂延伸率和塑性延伸率分别可达97.2％和90％。综合组织、织构及室温和高温的力学性能分析结果，优化出轧制工艺为首尾轧制（室温）和时钟轧制（高温），其轧制温度为200oC及轧制后在200oC下退火30min。
【关键词】：镁合金 异速比 轧制方向 织构 力学性能
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG339;TG146.22
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-28
• 1.1 选题意义10-11
• 1.2 镁合金塑性加工成形技术及塑性变形机制11-17
• 1.2.1 镁合金塑性加工成形技术11-13
• 1.2.2 镁合金的塑性变形机制13-17
• 1.3 变形镁合金织构及织构调控的制备方法17-21
• 1.3.1 镁合金织构17
• 1.3.2 变形镁合金织构类型17-19
• 1.3.3 镁合金织构调控原理及制备方法19-21
• 1.4 镁合金板材轧制工艺的研究现状21-27
• 1.4.1 交叉辊轧制（CRR）21-22
• 1.4.2 交叉轧制（CR）22-23
• 1.4.3 等径角轧制（ECAR）23-24
• 1.4.4 累积叠轧（ARB）24-25
• 1.4.5 差速轧制（DSR）25-27
• 1.5 研究内容27-28
• 第2章 实验方法28-34
• 2.1 实验材料28
• 2.2 实验方法28-29
• 2.3 实验轧制设备及轧制原理图29-30
• 2.4 样品表征30-34
• 2.4.1 物相分析30
• 2.4.2 组织分析30-31
• 2.4.3 力学性能测试31-32
• 2.4.4 实验技术路线32-34
• 第3章 异速比对 AZ31 铸轧板再结晶组织和力学性能的影响34-48
• 3.1 引言34
• 3.2 异速比对轧制 AZ31 铸轧板组织和织构的影响34-40
• 3.2.0 退火工艺对轧制 AZ31 铸轧板再结晶组织的影响34-38
• 3.2.1 异速比对轧制 AZ31 铸轧板再结晶组织的影响38-39
• 3.2.2 异速比对轧制 AZ31 铸轧板再结晶织构的影响39-40
• 3.3 异速比对轧制 AZ31 铸轧板力学性能的影响40-47
• 3.3.1 异速比对轧制 AZ31 铸轧板室温力学性能的影响40-44
• 3.3.2 异速比对轧制 AZ31 铸轧板高温力学性能的影响44-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第4章 轧制方向对 AZ31 铸轧板再结晶组织和力学性能的影响48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 轧制方向对轧制 AZ31 铸轧板组织和织构的影响48-52
• 4.2.1 轧制方向对轧制 AZ31 铸轧板组织的影响48-49
• 4.2.2 退火工艺对轧制 AZ31 铸轧板再结晶组织的影响49-51
• 4.2.3 轧制方向对轧制 AZ31 铸轧板再结晶织构的影响51-52
• 4.3 轧制方向对轧制 AZ31 铸轧板力学性能的影响52-57
• 4.3.1 轧制方向对轧制 AZ31 铸轧板室温力学性能的影响52-55
• 4.3.2 轧制方向对轧制 AZ31 铸轧板高温力学性能的影响55-57
• 4.4 本章小结57-60
• 第5章 结论60-62
• 参考文献62-74
• 作者简介及科研成果74-76
• 致谢76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 吕炎,徐福昌,薛克敏,单德彬,王真,许沂,孔祥永,赵玉珍,郝南海;镁合金上机匣等温精锻工艺的研究[J];哈尔滨工业大学学报;2000年04期

2 陈兴品;尚都;肖睿;黄光杰;刘庆;;Influence of rolling ways on microstructure and anisotropy of AZ31 alloy sheet[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2010年S2期

3 刘筱;李落星;何凤亿;周佳;朱必武;张立强;;采用元胞自动机结合Laasraoui-Jonas位错密度模型模拟AZ31镁合金的动态再结晶行为(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年09期

本文编号：895144