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《哈尔滨工业大学》 2016年
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AZ91镁合金均匀化处理及板材低温挤压研究

董立珍  
【摘要】:镁合金板材由于具有密度低、强度高、韧性好等优良的机械性能,在航空航天领域的结构件中展现出极大的优越性。本文研究了铸态镁合金的均匀化处理及热稳定性,并通过低温挤压制备了AZ91镁合金板材,揭示了挤压塑性变形对镁合金组织演变和力学性能的影响规律,分析了析出相与强化机制之间的关系,为下一步板材轧制的二次塑性变形提供一定的理论和实践基础。本文以AZ91镁合金铸态棒坯为原材料,制定出如下的工艺流程:均匀化处理铸态棒坯、热稳定性研究、板材挤压实验,主要对材料进行显微组织、力学性能及物相的分析。首先通过均匀化处理消除枝晶偏析和粗大的第二相,然后通过热稳定性实验获取棒坯的合理的塑性加工温度范围,最后通过挤压工艺制备AZ91镁合金板材,获得典型的镁合金板材挤压工艺路线。结果表明:原始铸态AZ91镁合金棒坯经410℃×12h的均匀化处理后,晶界处的第二相枝晶偏析基本消除,以均匀的层片状存在于基体中,力学性能得到改善,抗拉强度由120.33MPa增加到188.59MPa,伸长率由3.92%增加到5.91%。原始铸态试样的断口表现为较强的脆性断裂倾向,均匀化处理以后为韧脆混合断裂。均匀化处理后的铸态镁合金强化机制为第二相强化。对挤压板材进行EBSD分析:随着挤压温度的升高,晶粒尺寸变大,大于15°的大角度晶界比例上升;挤压板材的丝织构具有明显的择优取向,主要沿{0001}∥TD方向。由XRD衍射图谱可知,AZ91镁合金挤压板材主要由基体α-Mg和β-Mg17Al12析出相组成,但是对100℃的挤压板材进行EDS分析发现板材基体中夹杂着Mn-Al相、Al-Si相和Mg-Si相。基体中夹杂相在变形过程中容易成为裂纹源,这也是100℃板材室温拉伸实验伸长率较低的原因。通过板材低温挤压得到两种比较典型的挤压工艺方案:室温挤压时抗拉强度为326.84MPa,伸长率为18.12%;200℃挤压时抗拉强度为326.20MPa,伸长率为19.68%。低温挤压板材主要依靠孪生来诱导塑性,断裂方式为韧性断裂。强化机制主要是细晶强化及晶内弥散分布的点状第二相强化。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG379;V252.2

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