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文檔簡介
1、本工作以研究析出強化鎂合金的塑性變形行為以及開發(fā)低成本高強度鎂合金的加工方法為主要目的。以Mg-Y-Nd合金為高強鎂合金原材料,通過擠壓和軋制工藝獲得了變形態(tài)Mg-Y-Nd合金,研究了其塑性變形行為;以小應(yīng)變的冷變形引入孿晶作為手段,研究預(yù)置孿晶對鎂合金強韌化的影響以及孿晶化鎂合金的塑性變形機理。通過電子背散射衍射(EBSD)技術(shù)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射技術(shù)(XRD)和透射電子顯微技術(shù)(TEM)等考察熱處理及變形過程中鎂合金的組
2、織演變。通過EBSD技術(shù)分析變形過程中的微觀組織演變及孿生行為。通過室溫拉伸和壓縮試驗考察沉淀相及預(yù)置孿晶對鎂合金塑性變形行為及各向異性的影響。
通過擠壓和軋制工藝獲得了具有初始織構(gòu)的Mg-Y-Nd合金??疾炝丝棙?gòu)和析出相對Mg-Y-Nd合金力學(xué)性能的影響。研究表明:1)具有弱(0001)絲織構(gòu)的擠壓態(tài)Mg-Y-Nd表現(xiàn)出明顯的壓縮各向異性。強化相β′的析出提高了強度并減弱了屈服各向異性。時效后,CD//ED和CD⊥ED樣品(
3、CD:壓縮方向,ED:擠壓方向)間屈服強度的差異從34MPa降低到7MPa;2)擠壓軋制態(tài)Mg-Y-Nd合金沒有表現(xiàn)出拉伸壓縮不對稱性。其原因是由于弱的織構(gòu)以及稀土元素的固溶限制了拉伸孿生對Mg-Y-Nd合金塑性變形的貢獻。
沿特定方向的預(yù)應(yīng)變可制備孿晶化的AZ31鎂合金。分析了孿晶化鎂合金在壓縮過程中的孿生變體選擇規(guī)律及孿晶化鎂合金的塑性變形行為。結(jié)果顯示:1)拉伸孿晶的變體選擇極大地依賴Schmid因子。沿TD預(yù)軋1.5%
4、后,基體中約70%的晶粒中僅產(chǎn)生了一種孿晶變體。沿TD壓縮與沿TD預(yù)軋具有相同的孿晶變體選擇,故沿TD壓縮主要表現(xiàn)為預(yù)置孿晶的長大、增殖和合并。而沿RD壓縮往往會產(chǎn)生與預(yù)置孿晶不同的孿晶變體;2)預(yù)孿生會在組織中引入大量的孿晶界且引起織構(gòu)的改變。因此,預(yù)置孿晶會影響AZ31鎂合金的塑性變形行為和各向異性。孿晶化鎂合金的變形行為主要有以下特征:沿TD軋制小的變形量后,大量的拉伸孿晶片層的出現(xiàn)細化了晶粒并提高了沿RD拉伸和壓縮的屈服強度且降
5、低了拉伸壓縮不對稱性;沿TD預(yù)軋后,沿RD和沿TD的壓縮屈服強度都得到提高,且其硬化機制分別為細晶強化(孿晶切割晶粒)和織構(gòu)硬化(孿生使晶粒轉(zhuǎn)到硬取向);沿TD預(yù)軋后,孿晶織構(gòu)的引入產(chǎn)生了較大的平面各向異性,然而可以極大地增強厚度變形能力。PRA2.6%板材的平均r值為0.81。
結(jié)合沉淀強化和孿晶強化的共同作用來提高鎂合金材料的性能。研究了時效和預(yù)變形對ZK60合金變形行為的影響。結(jié)果顯示:1)隨著時效時間的增加,ZK60軋
6、板的拉伸壓縮不對稱性表現(xiàn)出不單調(diào)的變化。時效初始階段,大量基面盤狀β’2相的增加改善了屈服不對稱性。然而,當時效時間增加到30h后,c軸棒狀β’1相的出現(xiàn)略微地惡化了屈服不對稱性。2)預(yù)變形產(chǎn)生的位錯和孿晶界分別可以提供位錯強化和細晶強化,從而提高ZK60合金的強度。然而孿晶界強化具有更好的熱穩(wěn)定性且可以極大地降低拉伸壓縮不對稱性。因此,通過預(yù)變形引入孿晶界可以更好地改善ZK60合金的力學(xué)性能。最終結(jié)合使用預(yù)孿生和時效可以更有效地提高Z
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