溫度對多向壓縮AZ21鎂合金晶粒細(xì)化及退火行為的影響.pdf

1、變形鎂合金具有低密度、高比強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)成為理想的輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料，然而較低的強(qiáng)度及室溫塑性嚴(yán)重地制約了其大范圍應(yīng)用。本文采用多向壓縮及退火工藝，旨在利用孿晶與再結(jié)晶協(xié)調(diào)細(xì)化晶粒和控制織構(gòu)，對實(shí)現(xiàn)鎂合金強(qiáng)韌化進(jìn)行了探索。
　　 對AZ21鎂合金軋板在室溫、393 K和448 K三個溫度進(jìn)行多向壓縮變形及低溫退火，采用光學(xué)顯微鏡、EBSD及力學(xué)性能測試對各過程光學(xué)組織、織構(gòu)和力學(xué)性能演化進(jìn)行研究。
　　 室溫低道次壓縮時，{1

2、0-12}孿生為主要變形機(jī)制，隨著變形道次的增加，變形過程中逐漸增加的壓應(yīng)力，足以令試樣即使在低Schmid因子的情況下都能產(chǎn)生大量壓縮孿晶，孿晶間相互交叉及孿生誘發(fā)的動態(tài)再結(jié)晶共同導(dǎo)致了組織的細(xì)化。
　　 三種溫度下變形4道次試樣不僅細(xì)化效果差別不大，顯微硬度幾乎相同，且都呈現(xiàn)類似的基面平行于ND方向的強(qiáng)織構(gòu)，導(dǎo)致室溫拉伸性能幾乎相同;而對于30道次變形試樣，不僅組織細(xì)化效果，同時其抗拉強(qiáng)度、斷裂延伸率都隨著變形溫度的升高而惡

3、化。試樣經(jīng)室溫壓縮30道次后原始組織已被完全細(xì)化，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度分別較初始態(tài)提高了130％和75％，而延伸率較初始態(tài)僅略有下降。
　　 室溫壓縮30道次鎂合金在473 K-548 K區(qū)間的靜態(tài)再結(jié)晶過程能很好的滿足JMAK方程，據(jù)此算得其再結(jié)晶激活能約為63.4KJ/mol;試樣經(jīng)523 K退火150 s完全再結(jié)晶時，平均晶粒尺寸僅3.75μm，升高和降低退火溫度都會引起晶粒的粗化。EBSD分析結(jié)果顯示，此時試樣的初始基面

4、織構(gòu)大大弱化，不僅其強(qiáng)度、尤其是延伸率提高了50％，同時顯示出優(yōu)異的成形性能，其脹形性能甚至可與鋁合金媲美。
　　 4道次變形試樣低溫退火時發(fā)生了基于孿生的再結(jié)晶，變形溫度越高，退火后試樣塑性越差;而對于30道次變形試樣，393 K變形及低溫退火后獲得塑性最好，室溫變形次之，448 K最差，再結(jié)晶機(jī)制的不同可能是導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因，其中，393 K變形30道次試樣經(jīng)523 K退火300 s后，其延伸率高達(dá)33.9％，較初始試樣提