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AZ31镁合金板材大应变轧制成形工艺研究

田津  
【摘要】:高性能变形镁合金板材,在航空、航天、汽车、电子、通讯等领域具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景。但由于镁合金具有密排六方结构,轧制成形性能差,采用传统制备工艺生产镁合金板材时存在工艺流程长、成品率低、力学性能和低温成形性不够理想等问题,从而限制了变形镁合金板材的发展。因此,研究短流程、低成本、高性能的镁合金板材生产工艺具有重要意义。 本论文研究了镁合金板材的单道次大应变轧制成形工艺,以AZ31镁合金为研究对象,研究了轧制变形过程中的组织演变规律及相关机理问题。研究结果表明:采用大应变轧制工艺可以在250-400℃较宽的温度区间内成功制备出晶粒尺寸细小的镁合金板材,随轧制温度的升高,晶粒尺寸会发生一定程度的长大,但获得的板材都具有优异的综合力学性能。以80%的变形量单道次轧制变形时,在250℃下轧制获得的板材的强度最高,抗拉强度和屈服强度达到了339和267MPa;在400℃轧制变形时的镁合金板材平均晶粒尺寸为4.4μm,其抗拉强度、屈服强度和断后延伸率分别为309MPa,232MPa和26%,这种板材在200℃的温度下长时间保温时仍具有很好的热稳定性;在同样的轧制温度条件下,随着轧制变形应变速率的增大,发生动态再结晶需要的临界变形量减小,在400℃下以为50s-1的应变速率轧制时,10%的轧制变形量就可以诱发动态再结晶,而当应变速率为3s-1时,50%的变形量时才能诱发较明显的动态再结晶;当道次变形量为80%,应变速率高于10s-1时,在300℃下轧制变形就能实现完全动态再结晶,且随着应变速率的增大,材料的组织会更加细化。 与传统轧制成形工艺相比,大应变轧制成形可以拓宽轧制成形温度区间,获得组织均匀细小,综合力学性能优异的镁合金板材。


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