發(fā)布時間：2020-05-23 21:08

【摘要】：鎂合金是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ妮p質(zhì)合金材料,被廣泛應用于航空、航天及交通運輸?shù)阮I域。鎂合金的疲勞性能是決定其服役表現(xiàn)的一種重要參考指標,同時也是鎂合金材料在設計過程中需考慮的一個重要因素。材料的宏觀機械性能表現(xiàn)與其內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)特點密切相關,因此深刻、全面地認識和理解鎂合金疲勞變形過程中的微觀結(jié)構(gòu)演變過程,是明晰鎂合金材料疲勞損傷機理的前提,同時也可為設計疲勞性能更為優(yōu)越的鎂合金材料提供基礎的科學理論指導。本文以商用熱軋退火態(tài)AZ31鎂合金板材為研究對象,通過搭載EBSD組件的掃描電子顯微鏡,以準原位觀察的方式研究了疲勞加載過程中的孿生-退孿生-再孿生行為及位錯滑移跡線形貌特點,表征了經(jīng)不同循環(huán)應力幅疲勞加載失效后試樣組織的微觀結(jié)構(gòu)、斷口形貌和表面形貌,最后在實驗結(jié)果和理論分析的基礎上建立了微觀組織結(jié)構(gòu)特征與疲勞斷口形貌的本質(zhì)關聯(lián)。經(jīng)研究表明:(1)在疲勞循環(huán)加載過程中,組織循環(huán)往復地發(fā)生孿生-退孿生-再孿生過程,孿晶形貌的變化包括以下幾種情況:孿晶片層的伸長、變薄與增多,孿晶片層的合并,孿晶片層的消失以及孿生變體更換等現(xiàn)象。疲勞源區(qū)附近組織中的{10(?)2}孿晶含量隨著循環(huán)應力的增大而增多,在不同的{10(?)2}孿晶變體相交處存在{10(?)2}-{10(?)2}二次孿晶。(2)疲勞變形后試樣表面出現(xiàn)的十字交叉滑移跡線是由基體中的基面滑移帶與{10(?)2}孿晶中的基面滑移帶相交產(chǎn)生。十字交叉的形貌只在孿晶內(nèi)出現(xiàn),兩種滑移帶的夾角約90°,基體的滑移帶穿過{10(?)2}孿晶,{10(?)2}孿晶的滑移帶僅限于孿晶內(nèi)部。(3)在孿生-退孿生的過程中,經(jīng)壓縮加載后“隆起”的孿晶界,在退孿生過程中無法完全恢復平整,從而使樣品表面變得粗糙。這些最初“隆起”的孿晶界,隨著循環(huán)次數(shù)的增多,極有可能成為裂紋萌生的位置;另外,基體和孿晶中的基面滑移帶也會為裂紋萌生提供場所。(4)失穩(wěn)擴展區(qū)中的長條狀韌窩的邊界極有可能是{10(?)2}孿晶的孿晶界;卵形韌窩可能是微孔洞在二次{10(?)2}孿晶的孿晶界處形核所產(chǎn)生的小韌窩,在后續(xù)的撕裂過程中與大韌窩交截的結(jié)果。
【圖文】：

圖 1.1 密排六方晶體結(jié)構(gòu)和鎂的軸比stal structure of HCP and the axial ratio o指當應力超過晶體的彈性極限以后動，使滑移面上下兩部分晶體發(fā)生屬中滑移系開啟的難易程度主要于滑移系的開動[15, 16]。對于鎂及為：基面滑移、柱面滑移和錐面滑合金在發(fā)生滑移變形時最重要也是知，這是由于(0002)晶面是原子最上滑動的位錯所需的臨界分切應的滑移系，并不能滿足泰勒準則的變形方式來協(xié)調(diào)應變[17]。

碩士學位論文 室溫下，，當單晶的<c>軸承載壓應變時，錐面滑移才容易開啟。只有通過升溫的方式才能激發(fā)錐面滑移。這是因為隨著溫度的升a>滑移的臨界分切應力會降低[17]。但是，最近 LiTan[23]等人在室合金的拉-壓高周疲勞行為研究中發(fā)現(xiàn)，疲勞后組織中存在大量研究者[24]也發(fā)現(xiàn)，將稀土釔(Y)加入鎂中時會降低合金的層錯能啟大量的錐面滑移。說明的是：(1)基面與柱面總共只能提供 4 個獨立滑移系，即使然無法滿足泰勒準則所要求的 5 個獨立滑移系；(2)不管是基面，都只能協(xié)調(diào)<a>軸方向應變，而無法滿足<c>軸方向形變的需求c+a>位錯滑移的理論研究是鎂合金位錯滑移塑性變形的重點和熱
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.21

【參考文獻】

相關期刊論文 前4條

1 陳宜;王順花;;變形鎂合金AZ31的研究進展[J];裝備制造技術(shù);2013年11期

2 張揚;;我國交通運輸業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及能源消費趨勢分析(下)[J];節(jié)能與環(huán)保;2012年02期

3 黃洪濤;GODFREY Andrew;劉偉;劉慶;;多向壓縮路徑下AZ31鎂合金孿生行為的EBSD研究[J];電子顯微學報;2011年Z1期

4 李軼;程培元;華林;;鎂合金在汽車工業(yè)和3C產(chǎn)品中的應用[J];江西有色金屬;2007年02期

相關博士學位論文 前2條

1 孫奇;密排六方金屬中變形孿晶精細結(jié)構(gòu)及孿生行為的透射電鏡研究[D];重慶大學;2017年

2 武艷軍;AZ31鎂合金疲勞行為研究[D];南京理工大學;2012年

相關碩士學位論文 前1條

1 舒洋;AZ31鎂合金高周疲勞微結(jié)構(gòu)演變及斷口的研究[D];重慶大學;2017年

本文編號：2677957