鎂合金室溫變形可啟動的獨立滑移系少,室溫塑性差、加工成形困難,傳統(tǒng)加工方法無法打破強度與塑性互斥難題,嚴(yán)重限制了其廣泛應(yīng)用。本文主要工作是采用常規(guī)快速擠壓成形工藝制備超高塑性VK21變形鎂合金(室溫拉伸斷后伸長率大于45%),通過對擠壓參數(shù)及熱處理工藝的調(diào)整,實現(xiàn)合金組織的可調(diào),力學(xué)性能的可控。采用EBSD準(zhǔn)原位跡線分析及TEM雙束衍射等技術(shù)分析室溫拉伸變形過程合金的織構(gòu)演變、孿生行為、滑移系的啟動及位錯組態(tài)特征,揭示了VK21鎂合金的室溫變形的超高塑性機理。通過少量Zn元素的合金化,進(jìn)一步提升合金的屈服強度,并研究Zn元素的添加對合金組織與性能的影響規(guī)律,闡明Zn元素對超高塑性VK21鎂合金的強化機理。常規(guī)快速擠壓成形制備的VK21合金棒材組織中含有大量沿擠壓方向分布的細(xì)晶帶,呈現(xiàn)出稀土織構(gòu)特征。通過對擠壓參數(shù)和熱處理工藝的調(diào)整優(yōu)化,可改善合金的綜合力學(xué)性能。超高塑性VK21合金組織中細(xì)晶帶數(shù)目越多,合金拉伸屈服強度越高;常規(guī)晶粒尺寸越大,合金的室溫斷后伸長率越高。在室溫拉伸變形過程中,合金常規(guī)晶粒內(nèi)部產(chǎn)生拉伸孿晶,而細(xì)晶帶內(nèi)未產(chǎn)生孿晶,大量的基面滑移和拉伸孿晶相互作用,協(xié)調(diào)變形。隨...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 高塑性變形鎂合金研究現(xiàn)狀及進(jìn)展
        1.2.1 高塑性商用合金
        1.2.2 高塑性Mg-RE系合金
        1.2.3 高塑性Mg-Li系合金
        1.2.4 高塑性Mg-Zn-Ca合金
    1.3 鎂合金室溫變形機理
        1.3.1 位錯滑移
        1.3.2 孿生
        1.3.3 扭折變形
        1.3.4 晶界滑動
        1.3.5 織構(gòu)
        1.3.6 臨界分切應(yīng)力
    1.4 鎂合金的強化
        1.4.1 合金化強化
        1.4.2 細(xì)晶強化
        1.4.3 織構(gòu)強化
        1.4.4 特殊變形方式強化
    1.5 課題的研究目的及內(nèi)容
        1.5.1 課題的研究目的
        1.5.2 課題的主要研究內(nèi)容
2 實驗材料及方法
    2.1 合金的設(shè)計及制備
        2.1.1 合金設(shè)計及成分
        2.1.2 合金的制備方法
    2.2 合金的測試手段及表征方法
        2.2.1 合金成分及物相分析
        2.2.2 合金形貌觀察
    2.3 合金變形機理的分析方法
        2.3.1 EBSD跡線分析
        2.3.2 TEM雙束衍射判斷位錯類型
    2.4 合金性能測試及變形處理
        2.4.1 常規(guī)室溫拉伸力學(xué)性能測試
        2.4.2 原位拉伸實驗
        2.4.3 溫壓縮實驗
3 超高塑性VK21鎂合金的組織、性能及調(diào)控
    3.1 常規(guī)快速成形的VK21合金組織與性能
        3.1.1 鑄態(tài)和擠壓態(tài)VK21合金的顯微組織
        3.1.2 擠壓態(tài)VK21鎂合金的織構(gòu)
        3.1.3 鑄態(tài)及擠壓態(tài)VK21合金的室溫拉伸力學(xué)性能
    3.2 不同擠壓參數(shù)和熱處理工藝VK21合金的組織與性能
        3.2.1 不同冷卻速率VK21合金的組織與力學(xué)性能
        3.2.2 不同擠壓速度VK21合金的組織與力學(xué)性能
        3.2.3 不同預(yù)鐓粗變形量VK21合金的組織與力學(xué)性能
        3.2.4 不同熱處理工藝制備的VK21合金的組織與力學(xué)性能
        3.2.5 不同退火時間VK21合金的組織與力學(xué)性能
        3.2.6 不同擠壓比制備的VK21合金的組織與力學(xué)性能
    3.3 分析與討論
        3.3.1 細(xì)晶帶與常規(guī)晶粒的組織與織構(gòu)
        3.3.2 不同擠壓參數(shù)、熱處理工藝制備合金的織構(gòu)
        3.3.3 擠壓參數(shù)、熱處理工藝與VK21鎂合金組織、性能的調(diào)控關(guān)系
    3.4 本章小結(jié)
4 超高塑性VK21鎂合金室溫變形機理
    4.1 超高塑性VK21合金初始組織與織構(gòu)
    4.2 室溫拉伸的變形機理
        4.2.1 非準(zhǔn)原位拉伸過程組織與孿生的演變
        4.2.2 非準(zhǔn)原位拉伸過程織構(gòu)的演變
        4.2.3 準(zhǔn)原位拉伸過程滑移跡線分析
        4.2.4 拉伸過程的雙束衍射位錯分析
        4.2.5 拉伸斷口形貌分析
    4.3 超高塑性VK21合金的拉壓不對稱
        4.3.1 拉壓力學(xué)性能及拉壓不對稱性
        4.3.2 拉壓屈服后的組織與孿晶分析
    4.4 本章小結(jié)
5 超高塑性VK21鎂合金的強化
    5.1 VK21+xZn合金的顯微組織及物相分析
        5.1.1 鑄態(tài)VK21+xZn合金的顯微組織及物相分析
        5.1.2 擠壓態(tài)VK21+xZn合金的顯微組織及物相分析
    5.2 鑄態(tài)及擠壓態(tài)VK21+xZn合金的室溫拉伸力學(xué)性能
    5.3 擠壓態(tài)VK21+xZn合金的織構(gòu)變化
    5.4 分析與討論
        5.4.1 Zn添加對VK21+xZn合金組織的影響
        5.4.2 Zn添加對VK21+xZn合金變形模式的影響
        5.4.3 VK21+xZn室溫拉伸過程位錯的啟動
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
    B.作者在攻讀碩士學(xué)位期間所獲獎勵
    C.學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝



本文編號：3765478