本文關(guān)鍵詞：預(yù)孿生化鎂合金的析出行為及對(duì)后續(xù)變形的影響

  更多相關(guān)文章： 鎂合金 析出相強(qiáng)化 孿生 加工硬化

【摘要】：由于具有較高的比強(qiáng)度、比剛度、優(yōu)良的電磁屏蔽性能以及易回收等優(yōu)良特性,鎂及其合金的工業(yè)應(yīng)用受到越來越廣泛的關(guān)注。然而,鎂合金的強(qiáng)度相對(duì)于鋁合金來說較低,這使鎂合金的工業(yè)應(yīng)用受到了極大的制約。因此在關(guān)于鎂合金的研究領(lǐng)域,鎂合金的強(qiáng)化是一個(gè)非常重要的研究方向。其中析出相強(qiáng)化為商用鎂合金的主要強(qiáng)化手段,也是是鎂合金強(qiáng)化的主要研究方向之一。本文以最常用的兩種擠壓態(tài)商用鎂合金AZ61和ZK60為研究對(duì)象,研究預(yù)壓縮變形和時(shí)效處理對(duì)試樣后續(xù)沿?cái)D壓方向變形的影響。實(shí)驗(yàn)中使用的主要檢測(cè)和分析手段有:金相組織觀察(OM)、X射線衍射分析(XRD)、掃描電子顯微分析(SEM)和電子背散射衍射(EBSD)等。對(duì)時(shí)效后試樣的變形和時(shí)效析出行為進(jìn)行觀察研究,并用透射電子顯微分析(TEM)對(duì)ZK60合金中{10-12}拉伸孿生內(nèi)部的析出相進(jìn)行了詳細(xì)分析。所得研究結(jié)果有以下幾點(diǎn):通過金相組織觀察、掃描電子顯微分析和透射電子顯微分析,再經(jīng)過預(yù)孿生化的擠壓態(tài)AZ61和ZK60合金的時(shí)效過程中,析出相會(huì)優(yōu)先在{10-12}拉伸孿晶界和孿晶內(nèi)部形核,其后在未發(fā)生孿生的基體上形核,這可能是由于在透鏡狀的{10-12}孿生界面上存在局部錯(cuò)排,并且在孿生內(nèi)部存在大量的位錯(cuò)和層錯(cuò),這些缺陷的存在使得給析出相不均勻形核提供了有利的條件。在時(shí)效后ZK60合金中的預(yù)先存在{10-12}拉伸孿晶內(nèi)部觀察到了三種形貌的析出相:(0001)twin板狀、[11-20]twin條狀和[0001]twin棒狀析出相,其組成為Mg4Zn7相或Mg Zn2相。對(duì)析出相和孿晶的傅里葉變換點(diǎn)陣(FFT)進(jìn)行分析,可以確定Mg4Zn7與孿晶的取向關(guān)系式相關(guān)于[010]晶帶軸的兩種變體,分別為即[010]Mg4Zn7‖[0001]twin且(-201)Mg4Zn7‖(-12-10)twin,[010]Mg4Zn7‖[0001]twin且(-201)Mg4Zn7‖(10-10)twin。Mg Zn2與孿晶的取向關(guān)系為[-12-10]Mg Zn2‖[0001]twin,(10-12)Mg Zn2‖(10-10)twinAZ61合金中,在再次同向壓縮的過程中,析出相對(duì)孿生擴(kuò)展的阻礙作用并不能與回復(fù)所造成的軟化作用相抗衡,因此導(dǎo)致了時(shí)效后壓縮屈服強(qiáng)度的降低。而在反向拉伸過程中,析出相在孿晶界和孿生內(nèi)部?jī)?yōu)先形核導(dǎo)致了拉伸屈服強(qiáng)度的大幅增加。ZK60合金中不論是再次同向壓縮還是反向拉伸,時(shí)效處理后試樣的屈服強(qiáng)度相比于未進(jìn)行時(shí)效處理試樣均有明顯的改善。這兩種合金屈服強(qiáng)度不同變化趨勢(shì)是由兩種合金中不同的析出行為和析出相形貌所導(dǎo)致的。此外,兩種預(yù)孿生化合金經(jīng)過時(shí)效處理后在其擠壓方向上的拉伸壓縮不對(duì)稱性均得到了很好的改善。時(shí)效后兩種合金試樣同向二次壓縮過程的B硬化階段均呈現(xiàn)出兩個(gè)斜率不同的階段B1和B2,其中B1階段的斜率明顯大于B2階段。盡管B1階段斜率的變化不盡相同,但兩種合金中時(shí)效對(duì)B2階段的斜率均卻沒有明顯的影響,即時(shí)效所產(chǎn)生的析出相只對(duì)B階段硬化的小變形量階段有較大影響,而隨著變形量的增大,析出相對(duì)加工硬化的影響逐漸消失。對(duì)于反向拉伸過程,ZK60短時(shí)時(shí)效(3 h)B階段更加明顯,延長(zhǎng)時(shí)效時(shí)間B硬化階段才逐漸平坦化,而時(shí)效使得AZ61合金的B硬化階段平坦化,且時(shí)效5 h試樣的B階段最平。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 析出相強(qiáng)化 孿生 加工硬化
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG166.4;TG146.22
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-25
• 1.1 引言9-10
• 1.2 鎂合金發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3 鎂合金塑性變形理論11-15
• 1.4 鎂合金強(qiáng)化方式15-17
• 1.5 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展17-23
• 1.5.1 AZ系鎂合金析出相17-19
• 1.5.2 ZK系鎂合金析出相19-20
• 1.5.3 鎂合金的析出相強(qiáng)化20-22
• 1.5.4 析出相對(duì)拉壓不對(duì)稱性的影響22-23
• 1.5.5 預(yù)變形與析出相23
• 1.6 課題內(nèi)容及意義23-25
• 2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容25-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容25-26
• 2.3 表征方法26-28
• 2.3.1 金相組織觀察26
• 2.3.2 XRD實(shí)驗(yàn)26
• 2.3.3 SEM掃描電子顯微實(shí)驗(yàn)26-27
• 2.3.4 EBSD電子背散射衍射實(shí)驗(yàn)27
• 2.3.5 透射電子顯微實(shí)驗(yàn)（TEM）27-28
• 3 預(yù)孿生化AZ61的析出行為及對(duì)后續(xù)變形的影響28-39
• 3.1 引言28
• 3.2 實(shí)驗(yàn)步驟28-29
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果29-34
• 3.3.1 原始材料29-30
• 3.3.2 預(yù)變形試樣的顯微組織變化30-32
• 3.3.3 預(yù)變形試樣再變形力學(xué)行為32-34
• 3.4 分析與討論34-38
• 3.4.1 對(duì)孿生的影響35
• 3.4.2 對(duì)退孿生的影響35-36
• 3.4.3 對(duì)加工硬化率的影響36-38
• 3.5 小結(jié)38-39
• 4 預(yù)孿生化ZK60合金的析出相強(qiáng)化39-50
• 4.1 引言39
• 4.2 實(shí)驗(yàn)步驟39-40
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果40-43
• 4.3.1 原始材料40
• 4.3.2 微觀組織變化40-41
• 4.3.3 力學(xué)性能41-43
• 4.4 分析討論43-48
• 4.4.1 ZK60析出相對(duì)孿生和退孿生的影響43-45
• 4.4.2 對(duì)加工硬化的影響45-47
• 4.4.3 ZK60與AZ61對(duì)比47-48
• 4.5 小結(jié)48-50
• 5 ZK60合金{10-12}拉伸孿生中的析出相50-58
• 5.1 引言50
• 5.2 實(shí)驗(yàn)步驟50-51
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果51-53
• 5.3.1 原始材料51-52
• 5.3.2 孿生中的析出相52-53
• 5.4 分析討論53-57
• 5.4.1 棒狀析出相的取向分析53-54
• 5.4.2 板狀析出相的取向分析54-55
• 5.4.3 條狀析出相的取向分析55-57
• 5.5 小結(jié)57-58
• 6 結(jié)論58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-67
• 附錄 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄67

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本文編號(hào)：1093101