本文選用具有強織構的AZ31合金熱軋板材和擠壓棒材為研究對象,制備了多種含有雙織構組分的樣品,綜合利用EBSD、XRD和滑移跡線分析手段,對塑性及熱處理過程中微觀組織、變形機制和織構演化等進行系統(tǒng)表征與分析,本文定量研究了雙織構組分中軟取向含量與力學性能之間的定量關系及雙織構樣品的變形機制、雙織構樣品與單一織構樣品對孿生和滑移的強化作用、雙織構樣品在退火過程中的微觀組織熱穩(wěn)定性和退火強化行為,并結合晶體塑性模擬詳細分析了{10(?)2}拉伸孿晶應變路徑的依賴性與晶體塑性模擬模型之間的關系。研究結果表明:⑴通過對軟取向晶粒和硬取向晶粒以不同比例分布時其力學曲線特征、應變硬化特征以及其變形機制分析表明,變形初期試樣中產生少量軟取向會顯著降低屈服強度,軟取向晶粒超過一定比例時,即使存在一些硬取向的晶粒對提高強度并沒有很大幫助,建立了軟硬取向織構組分含量與屈服強度之間的定量關系,發(fā)現(xiàn)屈服強度不同程度偏離混合法則現(xiàn)象,在軟取向組分所占比例低于50%時,這種偏差逐漸增大,而在高于50%時,這種偏差逐漸減小。相比于單織構,雙織構存在時會使變形初期的應變集中在軟取向晶粒中,并能激活更多的孿晶變體啟動,一些低SF值的孿晶由于應變協(xié)調的作用也可能激活。⑵對AZ31軋制板材TD方向壓縮不同應變如2.5%、3.8%、5.4%和7.0%,并在250°C下退火3小時,可以制備織構比例有明顯區(qū)分度的雙織構樣品。建立了雙織構組分體積分數(shù)和軋制板材拉壓不對稱性能之間的定量化關系,當兩種織構以恰當?shù)谋壤植紩r可以實現(xiàn)良好的拉壓屈服的對稱性。⑶不同(0002)分布對屈服強度有很重要的影響。和單一織構組分相比,兩種織構組分(0002平行于ND和0002平行于RD)的樣品會有更高的壓縮屈服強度,但是拉伸屈服強度接近。不同的壓縮屈服強度主要來源于界面對{10(?)2}拉伸孿晶不同的阻礙作用。雖然壓縮形變時,兩種織構狀態(tài)的啟動應力差ΔStress相差無幾,但是雙織構樣品壓縮時相鄰晶粒的協(xié)調因子均值卻比較低,提供了更高的界面阻礙作用。⑷擠壓鎂合金AZ31中雙織構組分(0002⊥ED和0002//ED)共存時在300°C或450°C時都表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性,且這種熱穩(wěn)定性不受每種織構的體積分數(shù)的影響。⑸在有預制孿晶的鎂合金板材中發(fā)現(xiàn)一種退火強化機制,在200°C、250°C、350°C溫度下退火無論0.5小時還是3小時,退火后的預變形樣品在沿特定方向壓縮后都出現(xiàn)了退火強化現(xiàn)象。退火能消除預變形引入的孿晶,變形中其主要變形方式由啟動應力較低退孿生變?yōu)榛婊茣r引起屈服強度的升高。變形機制的變化是引起強化的主要原因。⑹利用兩種晶體塑性模型(EVPSC-PTR和EVPSC-TDT)對比研究{10(?)2}拉伸孿晶對應變路徑的依賴性。與PTR模型相比,TDT模型可以很好的擬合應力應變曲線,同時可以很好的預測織構的演變。PTR模型不能同時擬合TD-c和ND-t的力學曲線,但是TDT模型可以。研究發(fā)現(xiàn)考慮臨界剪切應力(CRSS)在形變過程中潛在的硬化以及其他孿生系對{10(?)2}拉伸孿生的硬化(htt)對更好的擬合拉伸(ND-t)和壓縮(TD-c)曲線是很有必要的。
【學位單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG146.22
【部分圖文】：

圖 1.1 金屬鎂的晶格結構Fig.1.1 The crystal structure of magnesium1.2.2 鎂合金的滑移和孿生行為一般來說，在加載應力的作用下，晶體的兩個部分會發(fā)生相對的移動，并且這種相對移動是沿著一定晶面和晶向進行的，這種行為即為滑移[2]。雖然純鎂及其多數(shù)鎂合金晶體結構為密排六方結構，但其塑性變形過程與面心立方結構的金屬材料類似�；剖擎V合金塑性變形中非常重要的變形機制之一[9-14]。晶體中的滑移一般在原子最密排面和最密排方向上進行，因為這樣阻力最小，原子滑動的面稱為滑移面，原子滑動的方向稱為滑移方向，滑移面和滑移方向構成了滑移系�；葡翟蕉�，塑性變形過程中供采用的空間取向就越多。金屬的塑性變形能力就越好。如果滑移系按位錯滑動方向分類，就如上面說到的 a 位錯滑移、c 位錯滑移、c+a 位錯滑移。而如果按滑移面分類，可以分為基面滑移、柱面滑移和錐面滑移，如圖 1.2 所示。Groves 和 Kelly 已經分析過密排六方金屬中獨立的滑移系，其結果

移系：(a) 基面<a>位錯滑移；(b) 柱面<a>位錯滑移滑移；(d) 錐面<c+a>位錯滑移magnesium alloys: (a) basal slip of <a> dislocation, (b) pramidal slip of <a> dislocation, (d) pyramidal slip of <c+表 1.1 鎂合金室溫下可能的滑移系[19, 20].1 Possible slip systems for Mg alloys at room temperatBurges 矢量/滑移方向滑移系總的滑移系 }}a,<112__0>a,<112__0>a,<112__0>c+a,<1123>3366應力(CRSS)，室溫下，單晶鎂基面滑移激活

了滑移外在鎂合金塑性變形中扮演重要角色的一種用下晶體的一部分相對于另一部分沿一定的晶面（生切變的過程[2]。和滑移相比，孿生引起晶體取向引起晶體取向連續(xù)改變。這也就是為什么滑移主導角度晶界，而孿生主導變形時通常不會產生大量的孿晶形成的方式分類，可以分為三種不同類型的孿孿晶(又稱機械孿晶)。退火孿晶是指材料在退火過成的孿晶，關于這種孿晶報道的比較少。相變孿晶。形變孿生是指材料在機械應力作用下，部分晶格性形變，導致滑移部分與未滑移部分的晶格間形成變孿晶體[25]。孿生作為鎂合金中一種非常重要的形在于：1）幫助調節(jié)晶粒取向從而再激發(fā)更多新的滑向的應變，一定程度上彌補滑移不能完成 c 軸方向集中釋放，鈍化裂紋形核，阻礙裂紋的擴展。
【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

1 ;Influence of Grain Size and Texture on the Yield Asymmetry of Mg-3Al-1Zn Alloy[J];Journal of Materials Science & Technology;2011年01期

2 劉天模;袁晗琦;彭天成;劉建忠;;變形條件對AZ31鎂合金冷壓縮過程中孿生的影響[J];重慶大學學報;2010年10期

3 楊續(xù)躍;姜育培;;鎂合金熱變形下變形帶的形貌和晶體學特征[J];金屬學報;2010年04期

4 王堯;周照耀;潘健怡;劉亮;吳苑標;;基于ALE有限元法的鋁型材擠壓成形的數(shù)值模擬[J];鍛壓技術;2010年01期

5 曲家惠;岳明凱;劉燁;;鎂合金塑性變形機制的研究進展[J];兵器材料科學與工程;2009年02期

6 陳振華;楊春花;黃長清;夏偉軍;嚴紅革;;鎂合金塑性變形中孿生的研究[J];材料導報;2006年08期

相關碩士學位論文 前1條

1 馬奇;高強度Mg-Zn-Zr-Er合金組織與性能研究[D];重慶大學;2011年

本文編號：2846234