鎂合金塑性變形的組織和織構(gòu)的研究.pdf

1、鎂合金在塑性變形時(shí)由于強(qiáng)烈的變形織構(gòu)存在，變形后容易產(chǎn)生各向異性，影響進(jìn)一步的加工。通過工藝控制與優(yōu)化，調(diào)控材料的織構(gòu)類型和數(shù)量，是提高或改善鎂合金加工性能的重要途徑，更是它能否得到更廣泛應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵因素。所以成為材料科學(xué)工作者不斷探索與研究的領(lǐng)域之一。
　　 本文以AZ31鎂合金為研究對(duì)象，對(duì)其實(shí)施不同條件的塑性變形和熱處理，通過金相觀察、SEM和TEM觀察以及X射線衍射等手段，對(duì)其在不同的塑性變形和熱處理?xiàng)l件下，該合金的顯

2、微組織和晶體取向流變行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究。這些結(jié)果不僅對(duì)具有六方系結(jié)構(gòu)材料的形變與再結(jié)晶的研究具有理論意義，而且也為工業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)原型。
　　 首先進(jìn)行熱擠壓變形，在162℃擠壓變形得到混晶組織，有Mg17Al12和MnAl相析出。隨著擠壓溫度的升高，析出相減少。在258℃時(shí)沒有MnAl相析出，Mg17Al12相也很少。但是，擠壓變形時(shí)容易發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，隨著形變量增大，平均晶粒尺寸減小，組織越均勻，當(dāng)擠壓比為λ,=25時(shí)能得到

3、平均晶粒尺寸為7.3μm的均勻組織，為改善其塑性變形能力提供有利的組織條件。320℃擠壓變形時(shí)，組織較均勻，析出物更少?？棙?gòu)分析表明：AZ31鎂合金變形初期形成典型的{0001}纖維織構(gòu)，隨著形變量增大，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過程產(chǎn)生{02(-2)1}、{12(-3-1)}再結(jié)晶織構(gòu)，漫散程度也變大。變形和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的共同作用使變形織構(gòu)和再結(jié)晶織構(gòu)均不能得到充分發(fā)展。當(dāng)擠壓比為λ,=25時(shí)，變形織構(gòu){01(-1)0}和再結(jié)晶織構(gòu){02(-2)1}、

4、{12(-3-1)}面的強(qiáng)度相近且很弱，有利于降低改善各向異性，提高或改善加工和成型性能。電場退火和常規(guī)退火不同。電場退火推遲了AZ31鎂合金再結(jié)晶進(jìn)程，抑制晶粒長大，并使織構(gòu)漫散。
　　 在熱擠壓變形的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了自由鍛的組織和織構(gòu)分析。組織不均勻，鍛造中產(chǎn)生的{(-1)2(-1)7}、{(-1)2(-1)4)、{01(-1)5}等面織構(gòu)，其強(qiáng)度隨著形變量的變化而變化。強(qiáng)的面織構(gòu)增加材料的各向異性，不利于改善鎂合金的塑性變

5、形能力和力學(xué)性能。在模鍛時(shí)，模具的設(shè)計(jì)要考慮材料的各向異性的影響。
　　 取厚度為1.4mm的熱軋板，分別進(jìn)行同步單向冷軋、交叉冷軋和不同速比的異步冷軋研究。在同步單向冷軋時(shí)，{0001}面織構(gòu)組分強(qiáng)度趨向均勻分布，且隨形變量ε的增加，{0001}＜10(-1)0＞和{0001}＜2(-1-1)0＞織構(gòu)組分的強(qiáng)度呈波動(dòng)性增加，當(dāng)形變量ε≥15％時(shí)，出現(xiàn)切變帶后而斷裂。在交叉冷軋時(shí)，{0001}面織構(gòu)組分隨形變量ε的增加向{000

6、1}＜2(-1-1)0＞聚集，且{0001}＜10(-1)0＞開始稍有增強(qiáng)后呈現(xiàn)減弱，相反{0001}＜2(-1-1)0＞卻連續(xù)增加，當(dāng)形變量ε≥5.8％時(shí)，出現(xiàn)切變帶后而斷裂，對(duì)該合金，交叉冷軋是無益的。
　　 采用室溫下異步冷軋時(shí)，速比和形變量對(duì)織構(gòu)轉(zhuǎn)變均有影響：隨速比的增加，與快、慢輥側(cè)相接觸的表面層明顯不同，但中間區(qū)域變化不明顯。在快速輥側(cè)，主要織構(gòu)組份{01(-1)7}＜(-5)(-14)192＞和{0001}＜1(-

7、2)10＞隨速比的增加而迅速增加；在慢速輥側(cè)，主要織構(gòu)組份{01(-1)7}(-5)(-14)192＞和{0001}＜1(-2)10＞隨速比的增加而交替變化。隨形變量的增加，主要織構(gòu)組份{01(-1)7}＜(-5)(-14)192＞和{0001}＜1(-2)10＞的強(qiáng)度增加，只是快速輥側(cè)顯著的大于慢速輥側(cè)。選擇合適工藝，采用異步軋制，可以在室溫條件下，以單道次高達(dá)20％的形變量軋成表面平整光滑的鎂合金薄板。室溫下異步冷軋鎂合金板是可行的