鎂合金材料具有質(zhì)量輕、電磁屏蔽性好等特性,在汽車(chē)、電子、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但是鎂合金的強(qiáng)度、塑性較低,阻礙了鎂合金的應(yīng)用。本文圍繞著如何提高鎂合金的強(qiáng)度和塑性,并揭示其形成機(jī)理,開(kāi)展的工作及獲得的結(jié)果如下: 以鎂合金(AZ31)為試驗(yàn)對(duì)象,探索了固溶-大應(yīng)變-后續(xù)熱處理工藝路線制備高強(qiáng)鎂合金的可行性,并深入研究了其強(qiáng)化機(jī)理。結(jié)果表明:固溶-大應(yīng)變-后續(xù)熱處理工藝能夠成功的制備出高強(qiáng)度高塑性的鎂合金,其晶粒尺寸約為1-3gm。固溶-大應(yīng)變(劇烈壓縮)可以大幅度提高鎂合金的強(qiáng)度(屈服強(qiáng)度~330MPa),大應(yīng)變引入的位錯(cuò)對(duì)強(qiáng)度的提高起了很大的作用;后續(xù)時(shí)效處理發(fā)揮了時(shí)效沉淀強(qiáng)化作用進(jìn)一步提高鎂合金的強(qiáng)度(屈服強(qiáng)度約為-370MPa);而后續(xù)再結(jié)晶處理則可以使合金在具有固溶態(tài)合金強(qiáng)度的同時(shí)塑性大幅度提高。顯微組織觀察顯示大應(yīng)變樣品中存在著大量的孿晶。 以固溶態(tài)粗晶鎂合金、固溶-大應(yīng)變態(tài)鎂合金、固溶-大應(yīng)變-時(shí)效態(tài)鎂合金和固溶-大應(yīng)變-再結(jié)晶態(tài)鎂合金為對(duì)象,研究了鎂合金的拉伸變形機(jī)制。結(jié)果表明,鎂合金的組織微結(jié)構(gòu)對(duì)拉伸變形機(jī)制具有強(qiáng)烈影響。固溶態(tài)粗晶鎂合金在拉伸過(guò)程中發(fā)生了明顯的孿生;大應(yīng)變態(tài)及大應(yīng)變-回復(fù)態(tài)細(xì)晶鎂合金在拉伸過(guò)程中亞結(jié)構(gòu)變化不明顯,其形變機(jī)制應(yīng)主要為位錯(cuò)運(yùn)動(dòng);經(jīng)過(guò)再結(jié)晶處理的鎂合金樣品在拉伸過(guò)程中細(xì)晶消失,其形變機(jī)制應(yīng)主要是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng),并伴有少量的晶界滑移。 對(duì)鎂合金(AZ31)的等通道轉(zhuǎn)角擠壓(Equal-channel angular pressing簡(jiǎn)稱ECAP)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,未經(jīng)預(yù)處理的鎂合金(AZ31)樣品不能實(shí)現(xiàn)ECAP加工(發(fā)生斷裂),而經(jīng)過(guò)熱壓縮變形預(yù)處理之后的鎂合金(AZ31)樣品可以實(shí)現(xiàn)ECAP加工。隨著ECAP加工溫度的升高,鎂合金(AZ31)晶粒長(zhǎng)大。 本文的研究?jī)?nèi)容在國(guó)內(nèi)外鮮見(jiàn)報(bào)道,研究結(jié)果可為高強(qiáng)度高塑性鎂合金的制備與鎂合金形變機(jī)制的揭示提供科學(xué)依據(jù)。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類(lèi)】：TG146.22
【部分圖文】：

要求的新一代汽車(chē)。世界各大汽車(chē)公司已經(jīng)將采用鎂合金零部件作為重要發(fā)展方向，汽車(chē)工業(yè)己成為鎂合金應(yīng)用增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。鎂合金在汽車(chē)中應(yīng)用的主要情況見(jiàn)表1一1，歐美汽車(chē)使用鎂合金的情況見(jiàn)表1一2。如圖1一1所示，鎂合金在汽車(chē)上的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。仔)電子類(lèi)產(chǎn)品殼體及結(jié)構(gòu)件:隨著鎂合金生產(chǎn)技術(shù)的突破，也大幅度下降，從而促進(jìn)了鎂合金在計(jì)算機(jī)、通信、儀器儀表、鎂合金的使用成本家電、醫(yī)療、輕工等行業(yè)中的應(yīng)用。其中，鎂合金應(yīng)用發(fā)展最快的是電子信息和儀器儀表行業(yè)，這些行業(yè)應(yīng)用的鎂合金制品的單位重量和尺寸雖然不如汽車(chē)零部件，但它的數(shù)量大、覆蓋面大，總消耗量也是巨大的，成為拉動(dòng)全球鎂消耗量增加的另一重要因素。隨著消費(fèi)者對(duì)輕、薄、短、小以及時(shí)尚新潮的要求越來(lái)越高，在3C產(chǎn)品的外殼應(yīng)用上

線得出的再結(jié)晶溫度比實(shí)際再結(jié)晶溫度稍高，這有可能是在升溫過(guò)程中由于過(guò)熱引起的。Kamaded等143}在473K以上發(fā)現(xiàn)了再結(jié)晶現(xiàn)象，而我們?cè)?33K時(shí)就發(fā)現(xiàn)了部分晶粒己經(jīng)開(kāi)始再結(jié)晶，如圖2一2一d所示，這很有可能是由于變形量大引起的再結(jié)晶溫度的降低。TMukal等附]在473K下通過(guò)8次EC戶衛(wèi)得到的鎂合金組織，其平均晶粒尺寸大小約為1阿;丫uematsu等[4s]在614K下進(jìn)行擠壓得到的Az31B鎂合金樣品的晶粒尺寸約為2.1阿，本章大應(yīng)變一433K/473K熱處理之后的晶粒尺寸為1一3娜，這些結(jié)果證明動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和靜態(tài)再結(jié)晶都可以獲得細(xì)晶粒組織的鎂合金。圖2一2鎂合金(那乙l)的光學(xué)顯微組織(a)固溶處理;偽)大應(yīng)變處理;(c)大應(yīng)變 +393K熱處理;(d)大應(yīng)變+433K熱處理;(e)大應(yīng)變+473K熱處理.Fig.2一 2MierostruCtUreofMagnesiumalloys(戌乙1)(a)solid一 solutinnheattreatment:(b)la飛 estrain deformatfon:(c)largestraindeformation+393Kheattreatmeni:(d)lalgcstraindeformation+433Kheat treatment:(e)largestraindsformation+473Kheattreatment.

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文2.3.3力學(xué)性能鎂合金(戌乙l)硬度如圖2一4所示，a~e樣品的硬度分別為54·84HV、69·74HV、73.76HV、60.41HV、57.93HV。大應(yīng)變之后和后續(xù)393K熱處理之后相對(duì)于固溶處理之后的樣品，硬度分別提高了27%和34.5%。H.K幻m等〔伺通過(guò)四次ECAP技術(shù)制得的Az31鎂合金平均晶粒尺寸2.5阿，顯微硬度達(dá)到了64.IHv。工渠東等l4v]通過(guò)四次C型等通道角往復(fù)式擠壓技術(shù)制備出的鎂合金樣品硬度為74.6HV。本章經(jīng)過(guò)固溶一大應(yīng)變一后續(xù)適當(dāng)?shù)臅r(shí)效制備出的鎂合金(衣乙l)顯微硬度達(dá)到了73.76Hv。(AH)七口鴿呂韌圖2一鎂合金(戌乙l)的硬度(a)固溶處理;偽)大應(yīng)變處理;(c)大應(yīng)變 +393K熱處理;(d)人應(yīng)變+433K熱處理:(e)大應(yīng)變+473K熱處理.Fig.2一 HardnessofMagnesiumalloy(戌乙1)(a)一solid一 solutionheattreatmeni;(b)一 largestraindeformation:(c)一 largestraindeformation+393Kheattreatment:(d)一 largestraindeformation+433Kheattreatment:(e)一 largestraindeformation+473Kheattreatment.拉伸試驗(yàn)所得的屈服強(qiáng)度和延伸率如表2一1所示。拉伸曲線如圖2一5所示，可以看出，固溶之后樣品的屈服強(qiáng)度一260MPa左右，大應(yīng)變之后樣品的屈服強(qiáng)度達(dá)到了一330MPa，在隨后的處理中，以393K熱處理之后樣品的屈服強(qiáng)度最高
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