發(fā)布時間：2017-10-31 11:30

  本文關鍵詞：變形路徑對鎂合金孿晶組織演變規(guī)律和性能的影響

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【摘要】：擠壓態(tài)鎂合金具有強烈的基面織構,壓縮變形時,孿生主導塑性變形,壓縮后反向拉伸時,因預壓縮時導致晶體取向偏轉(zhuǎn)近86°,所以退孿生主導塑性變形。變形路徑的改變會引起孿晶組織形貌、孿晶含量和合金性能的改變,然而,變形路徑如何影響孿晶組織的形貌和性能仍值得進一步的研究,有利于為鎂合金塑性變形提供工程實踐應用依據(jù)。本課題以擠壓退火態(tài)Mg-0.087%Mn、Mg-0.037%Zr合金為實驗材料,進行壓縮、壓縮-拉伸等力學性能實驗,統(tǒng)計了孿晶特征參量(孿晶片層厚長比和孿晶發(fā)生率),分析兩種合金在不同變形路徑下的孿晶組織演變規(guī)律和對屈服強度的影響;在壓縮-拉伸實驗的基礎上,選擇部分壓縮-拉伸后的Mg-0.037%Zr試樣經(jīng)過200℃×0.5h退火后做壓縮實驗,并以未退火的樣品作為對比,探究退火熱處理對孿晶鎂合金的孿晶形貌和屈服強度的影響。研究表明,擠壓退火態(tài)Mg-0.087%Mn和Mg-0.037%Zr合金經(jīng)過沿擠壓方向壓縮、壓縮-拉伸(沿擠壓方向拉伸)測試后。壓縮時,{10(1|-)2}孿晶主導塑性變形,隨著壓縮塑性變形由1%增至6%,孿晶片層厚長比較小的(小于0.1)的孿晶含量逐漸減少,孿晶發(fā)生率逐漸增大;從壓縮至塑性變形量為2%、4%、6%后沿擠壓方向反向逐漸拉伸時,{10(1|-)2}退孿晶主導塑性變形,兩種合金都表現(xiàn)出明顯的退孿晶現(xiàn)象,拉伸量越大,退孿晶的量越大。分析在不同變形路徑相同變形量下,當累積塑性變形量分別為1%、2%、4%和0%時,均隨著壓縮塑性變形量的增加,孿晶片層越細小,孿晶發(fā)生率越高,具有退孿晶的變形路徑有利于得到細小的孿晶鎂合金,分析認為這是孿晶(壓縮時產(chǎn)生)與退孿晶(反向拉伸時產(chǎn)生)相互協(xié)調(diào),導致孿晶組織形貌表現(xiàn)得不同,相同變形量僅有壓縮變形時,孿晶極易開啟長大,而壓縮至更大塑性變形量再反向拉伸至相同的累積塑性變形量時,孿晶經(jīng)歷了退孿晶過程,粗大的孿晶得到消退,更多細小的孿晶殘留下來。分析壓縮和拉伸時的屈服強度發(fā)現(xiàn),Mg-0.087%Mn合金的壓縮屈服強度在56~68MPa之間變化,而反向拉伸時的屈服強度隨著壓縮量的增大由37MPa(壓縮塑性變形量為2%)增大至67MPa(壓縮塑性變形量為6%);Mg-0.037%Zr合金的壓縮屈服強度在81~85MPa之間變化,而反向拉伸時的屈服強度隨著壓縮變形量的增大由43MPa(壓縮塑性變形量為2%)增大至65MPa(壓縮塑性變形量為6%)。隨著壓縮變形隨著量的增加,壓拉不對稱性得到明顯的改善,接近于1。壓縮至小塑性變形后反向拉伸時,預先產(chǎn)生的{10(1|-)2}拉伸孿晶利于再次孿生變形,退孿生發(fā)生,且不需重新形核,在較低的應力下便開始屈服;壓縮塑性變形較大時,孿生對塑性變形的貢獻幾近完全,更多的滑移參與了后期的塑性變形,以致產(chǎn)生了很多位錯等缺陷,甚至位錯纏結于孿晶界附近,阻礙了孿晶界的遷移,導致反向拉伸時,需要更大的力才能使孿晶界移動,退孿生不容易進行,故拉伸時的屈服強度較高。研究退火熱處理對孿晶鎂合金的影響時,結果表明:Mg-0.037%Zr合金分別壓縮至塑性變形量為2%、4%、6%后反向拉伸至累積塑性變形量為1%和壓縮至塑性變形量為6%后反向拉伸至累積塑性變形量為2%的壓縮-拉伸試樣作為再壓縮的初始樣品,實驗結果表明在壓縮前進行退火熱處理,有助于得到細小的孿晶,而且孿晶發(fā)生率較未經(jīng)退火的試樣壓縮時低或者相等。此四種試樣中殘余的孿晶量較多,退火后,合金元素偏聚至孿晶界面上的機會就較多,從而釘扎孿晶界,當再次壓縮的時候,孿晶界面就不容易向基體擴展,所以,經(jīng)過退火熱處理后的試樣在再次壓縮測試時,孿晶片層就更細小,且孿晶發(fā)生率更低。經(jīng)過退火熱處理的試樣的屈服強度均較未經(jīng)退火熱處理的高,對孿晶鎂合金進行退火熱處理有利于強化合金。
【關鍵詞】：變形路徑 孿晶厚長比 屈服強度 退火熱處理
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-24
• 1.1 鎂及鎂合金的性質(zhì)及其應用10-12
• 1.1.1 鎂及鎂合金的性質(zhì)10-11
• 1.1.2 鎂及鎂合金的應用11-12
• 1.2 鎂合金的塑性變形機制12-18
• 1.2.1 鎂合金的滑移12-14
• 1.2.2 鎂合金中的孿生與退孿生14-17
• 1.2.3 孿生在鎂合金塑性變形中的作用17-18
• 1.3 變形路徑對鎂合金性能的影響18-21
• 1.3.1 變形路徑對鎂合金孿晶的影響18-19
• 1.3.2 變形路徑對力學性能的影響19-21
• 1.4 退火對孿晶的強化作用21-22
• 1.5 課題的意義和主要研究內(nèi)容22-24
• 1.5.1 研究意義22-23
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容23-24
• 2 擠壓退火態(tài)鎂合金在不同變形路徑下的顯微組織演變24-54
• 2.1 實驗材料及實驗方法24-27
• 2.1.1 技術路線24-25
• 2.1.2 實驗材料25
• 2.1.3 力學性能實驗25-27
• 2.1.4 顯微組織觀察27
• 2.2 實驗結果27-38
• 2.2.1 不同壓縮變形量下的顯微組織及孿晶特征參量統(tǒng)計結果27-30
• 2.2.2 壓縮至 2%后反向拉伸變形的顯微組織和孿晶特征參量統(tǒng)計結果30-32
• 2.2.3 壓縮至 4%后反向拉伸變形的顯微組織及孿晶特征參量統(tǒng)計結果32-35
• 2.2.4 壓縮至 6%后反向拉伸變形的顯微組織及孿晶特征參量統(tǒng)計結果35-38
• 2.3 結果分析38-51
• 2.3.1 壓縮-拉伸對孿晶形貌的影響38-39
• 2.3.2 不同變形路徑相同變形量對孿晶形貌的影響39-46
• 2.3.3 變形路徑對鎂合金屈服不對稱性的影響46-51
• 2.4 本章小結51-54
• 3 退火對孿晶鎂合金的影響54-76
• 3.1 實驗材料及實驗方法54-56
• 3.1.1 實驗材料54
• 3.1.2 預變形實驗54
• 3.1.3 退火實驗54-55
• 3.1.4 壓縮測試實驗55-56
• 3.1.5 顯微組織觀察56
• 3.2 實驗結果56-69
• 3.2.1 2#-2-0 試樣壓縮后的顯微組織及孿晶特征參量統(tǒng)計結果56-58
• 3.2.2 2#-2-1 試樣壓縮后的顯微組織及孿晶特征參量統(tǒng)計結果58-60
• 3.2.3 2#-4-0 試樣壓縮后的顯微組織及孿晶特征參量統(tǒng)計結果60-62
• 3.2.4 2#-4-1 試樣壓縮后的顯微組織及孿晶特征參量統(tǒng)計結果62-63
• 3.2.5 2#-6-0 試樣壓縮后的顯微組織及孿晶特征參量統(tǒng)計結果63-66
• 3.2.6 2#-6-1 試樣壓縮后的顯微組織及孿晶特征參量統(tǒng)計結果66-67
• 3.2.7 2#-6-2 試樣壓縮后的顯微組織及孿晶特征參量統(tǒng)計結果67-69
• 3.3 結果分析69-74
• 3.3.1 退火熱處理對孿晶的影響69-71
• 3.3.2 退火熱處理對屈服強度的影響71-74
• 3.4 本章小結74-76
• 4 結論76-78
• 致謝78-80
• 參考文獻80-85

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本文編號：1122189