预孪晶退火对镁合金薄板冷冲压成形性能的影响

发布时间：2017-12-09 01:06

  本文关键词：预孪晶退火对镁合金薄板冷冲压成形性能的影响

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【摘要】：镁合金以其自身的优异性吸引各行业的青睐。本文对轧制态AZ31镁合金薄板进行研究,在预压缩预置孪晶的前提下,经过一定的退火工艺,由显微组织观测和力学性能实验相结合的手段,研究了AZ31镁合金薄板在压缩、拉伸过程中孪晶的出现和变化机理;观察了孪生-去孪生以及孪生和再结晶对AZ31镁合金薄板显微组织和成形性的影响。经本论文研究可得出以下结论:(1)通过对1mm厚AZ31镁合金薄板沿横向(TD)和轧向(RD)分别预压缩1.59%,3.32%和5.38%后,200℃退火6h去除应力保留孪晶片层结构,研究了初始孪晶对镁合金板材组织和成形性能的影响。试验结果发现:随变形量的增大,试样屈服和极限抗拉强度逐步增大,伸长率逐渐增大。当沿TD预压并反向单轴拉伸以及沿RD预压并反向单轴拉伸时,真应力应变曲线出现屈服平台,这可归因于去孪生行为发生。随预压程度的增加,材料的加工硬化指数(n值)增加,塑性应变比(r值)减小,横向预压杯突值也从原始试样的2.83 mm最大提高了89.40%,达到5.36mm,而沿轧向预压最大提高了139.58%,达到6.78mm。(2)通过对1mm厚AZ31镁合金薄板沿TD方向预压缩5.20%后在不同温度(200℃,300℃,400℃,500℃)退火处理2h后,晶粒尺寸先逐渐增大随后减小。400℃退火温度下的晶粒尺寸最大,从原始材料的9.6μm增大至32.9μm。400℃下退火10s~120s,孪晶体积分数逐渐减小,在120s时孪晶完全消失,说明再结晶发生速度很快。材料屈服强度(ys)和极限抗拉强度(uts)在三个方向上(rd,45°和td)随退火温度升高逐渐减小,断裂延伸率(fe)逐渐减小。加工硬化系数(n值)随之增大,塑性应变比(r值)逐步减小。冲压成形性能随晶粒尺寸的增大而逐渐增大,杯突值(ie)在400℃退火时达到最大为5.78mm,与原始板材2.83mm相比,提高了104%。(3)通过对1mm厚az31镁合金薄板实施td预压缩1.59%,3.32%,5.38%,7.76%后450℃下高温退火2h。发现退火后其晶粒尺寸逐步增大,由原始板材的9.6μm分别长大至14.2,31.3,32.1和35.3μm。且随预变形量的增加,屈服强度(ys)逐步减小,抗拉强度(uts)和断裂伸长率(fe)逐步增大。塑性应变比r值逐步减小,加工硬化系数(n值)逐步增大。杯突值由原始试样的2.83mm分别增大为3.6mm,5.09mm,5.43mm和5.74mm,冲压成形能力最大提高103%。(4)通过对1mm厚az31镁合金板材实施td预压缩1.69%,3.32%,5.38%后进行轧向3.3%的预压缩,随后450℃下退火2h。预变形使(0002)基面产生了近86.3°的旋转且产生了大批孪晶组织。后续退火诱导再结晶行为发生,提高了镁合金的塑性。其晶粒尺寸随横向压缩变形量的增大而逐渐增大,由原始材料的9.6μm增大至最大变形量td5.38%rd3.3%的25.6μm。屈服强度和抗拉强度逐步减小,而伸长率增大。n值逐渐增大,r值逐渐减小。杯突值由原始的2.83mm分别增大为5.61mm,5.72mm和6.01mm,成形能力得到极大提高,最大提高112.3%。(5)通过对AZ31镁合金板材进行RD方向3.3%后TD方向1.69%,3.32%和5.38%的预压缩450℃退火2h。晶粒尺寸随横向压缩变形量的增大而逐渐减小,原始为9.6μm,不同变形量晶粒尺寸分别为27.1,18.9和17.1μm。这可能与交叉孪晶作为再结晶形核质点促进再结晶行为有关。而杯突值分别为4.88mm,5.37mm,5.48mm,说明晶粒取向的改变大于晶粒长大织构弱化对成形性能的影响。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG389;TG166.4

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋广胜;陈强强;徐勇;张士宏;;AZ31镁合金变路径压缩的力学性能和孪晶机制[J];中国有色金属学报;2016年09期

2 吴国华;陈玉狮;丁文江;;镁合金在航空航天领域研究应用现状与展望[J];载人航天;2016年03期

3 林金保;任伟杰;王心怡;;镁合金织构演化晶体塑性力学模型的研究进展[J];材料导报;2016年01期

4 蒋莉萍;王军;肖振宇;张笃秀;杨续跃;;室温多向锻压AZ31镁合金的静态再结晶行为[J];中国有色金属学报;2015年11期

5 张诗昌;杨广;康龙武;邹鹏;王梦琪;;预变形及退火处理提高AZ31镁合金的塑性[J];材料科学与工程学报;2015年03期

6 史国栋;乔军;何敏;张庆丰;张永彬;陈敏;;铸轧AZ31镁合金在高温拉伸中的动态再结晶行为[J];中国有色金属学报;2013年07期

7 杨媛;李加强;宋宏宝;刘鹏成;;镁合金的应用及其成形技术研究现状[J];热加工工艺;2013年08期

8 丁雪征;刘天模;陈建;张瑜;卢立伟;;孪晶界对AZ31镁合金静态再结晶的影响[J];中国有色金属学报;2013年01期

9 李小飞;左汝林;林崇智;;镁合金塑性变形过程中孪生行为的研究[J];热加工工艺;2012年04期

10 付雪松;陈国清;王中奇;周文龙;;AZ31镁合金热轧变形的动态再结晶机制[J];稀有金属材料与工程;2011年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 周德智;AZ31镁合金的压缩变形及再结晶行为研究[D];大连理工大学;2015年

2 周华;含有拉伸孪晶镁合金的静态再结晶行为研究[D];重庆大学;2015年

3 姚志英;镁合金自行车车架技术研究[D];南京理工大学;2015年

4 苏燕铃;孪生在镁合金塑性变形中的作用[D];南京理工大学;2007年

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本文编号：1268499