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AZ系镁合金织构对力学性能的影响

赵一权  
【摘要】:镁及其合金作为目前最轻的结构金属材料,具有很多优异的性能特点,如比强度高、导电性好等,但由于镁合金的晶体结构为密排六方,这造成其室温塑性变形能力较差,可启动滑移系较少,这些因素均制约了镁及其合金的进一步发展。因此,从微观角度入手,分析织构对镁合金机械性能的影响,对提升镁产品的实用价值具有非常重要的指导意义。本研究以AZ系镁合金作为实验原材料,通过电子背散射衍射(EBSD)、金相显微技术(OM)等显微学表征方法,系统分析了织构含量与AZ31挤压镁合金Hall-Petch系数间的联系,并分别探讨了余热轧制对AZ31、非对称压下量轧制对AZ91镁合金机械性能与晶粒组织的影响。主要结果如下:(1)AZ31挤压镁合金的单向拉伸与单向压缩过程具有截然不同的Hall-Petch关系,并且织构含量的差异也会对Hall-Petch系数造成影响。此外,所有试样在屈服过程中很有可能开动了不止一种变形模式,如果采用加权的方式将所有开动变形模式的影响全部考虑进流变应力σ_0的计算中去,将可以得到更为精确的理论数值;同时,根据实验结果,发现晶粒尺寸敏感性k会随织构强度的增强而降低。(2)与传统的对称轧工艺相比,余热轧工艺由于二道次轧制的变形温度较低,材料内部将会启动相当数量的孪生,孪晶界的形成为新晶粒的形核提供了更多有利位置,最终有效细化了AZ31镁合金试样的微观组织,使材料机械性能得到了明显提升。(3)非对称压下量轧制在对称轧工艺的基础上,通过改变轧板上下层压下量与各层流动速度的方式,在沿轧板厚度方向上引入了切应力,最终起到弱化AZ91镁合金织构的效果。并且,通过非对称压下量轧制工艺加工出的材料晶粒组织更加细小、机械性能更为优异。


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