鎂合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,在汽車、航空、航天和3C產(chǎn)品等領域擁有廣闊的應用前景。然而,鎂合金的大規(guī)模應用卻受到很大限制,這主要是由于鎂合金室溫塑性差、強度低。因此,提高鎂合金的強塑性成為當下研究鎂合金的熱點。有研究表明,在鎂合金中引入高密度細小的孿晶可以強韌化鎂合金。如能有效控制孿晶的形核與長大,就可以調(diào)控孿晶的數(shù)量和尺寸,從而調(diào)控鎂合金的變形行為和機械性能。在鎂合金的所有孿生模式中,{10-12}拉伸孿生是最容易激活的。對于具有強烈基面織構(gòu)的鎂合金棒材,沿著ED方向壓縮有利于{10-12}拉伸孿晶啟動,隨著壓縮應變水平的增加,孿晶尺寸增加;當沿著ED方向反向拉伸加載時,原來的孿生區(qū)域則將發(fā)生退孿生,并隨著反向加載應變水平的不同,發(fā)生部分孿晶消退而殘留下一定數(shù)量的孿晶。這意味著,應變水平和應變路徑會影響孿晶的尺寸和數(shù)量,因而通過控制加載條件(應變水平和應變路徑)在鎂合金中引入高密度細小的孿晶是可行的。另一方面,退火處理可以使得溶質(zhì)原子在孿晶界處偏聚,從而阻礙孿晶界的遷移。因此,對于在適當加載條件下獲得的高密度細小孿晶加以適當?shù)耐嘶鹛幚?將可以進一步調(diào)控孿晶界面的運動能力,從而調(diào)控孿晶的尺寸和數(shù)量,進而達到提高鎂合金性能的目的�；诖怂悸�,本文以擠壓退火態(tài)Mg-0.087Mn(wt%)合金棒材為實驗材料,沿著擠壓方向在不同應變水平下(最大4%)進行壓縮和壓縮-拉伸測試。從統(tǒng)計的角度系統(tǒng)分析了加載條件(應變水平和應變路徑)對孿晶特征參量(孿晶厚長比和孿晶發(fā)生率)的影響,試圖找到獲得高密度細小孿晶的最佳加載條件。同時還探究了預變形及退火處理對后續(xù)孿晶特征參量的影響。主要結(jié)論如下:(1)應變水平對孿晶厚長比和孿晶發(fā)生率具有顯著影響。在壓縮過程中,孿晶尺寸隨壓縮應變量的增加而增厚,孿晶數(shù)量隨壓縮應變量的增加而增加。在壓縮-拉伸過程中,孿晶尺寸和數(shù)量隨累積壓縮應變量的減小而逐漸降低。(2)當累積壓縮應變水平較低時(低于4%),與單獨的壓縮變形相比壓縮-拉伸變形能夠獲得更為細小的孿晶。此外,在累積壓縮應變水平為0%和1%的壓拉變形下,殘留孿晶的尺寸在一定程度上依賴于初始壓縮應變水平,即初始壓縮應變水平越小,殘留孿晶越細長。在累積壓縮應變水平為2%的壓拉變形下,初始壓縮應變水平對殘留孿晶的尺寸影響不大。當累積壓縮應變水平較高時(達到4%),無論何種路徑都不利于獲得細小的孿晶。當累積壓縮應變水平為1%、2%和4%時,應變路徑對孿晶發(fā)生率幾乎沒有影響。只有當累積壓縮應變水平為0%時,應變路徑對于孿晶發(fā)生率具有顯著影響,即隨著初始壓縮應變水平的增加,孿晶發(fā)生率增加(1#-2-0試樣,1#-4-0試樣,1#-6-0試樣孿晶發(fā)生率分別為0,0.25和0.35)。(3)對于1#-2-1試樣,孿晶厚長比在0.05-0.1和0.1-0.15范圍內(nèi)的孿晶百分數(shù)分別為26%和37%,孿晶厚長比在≥0.2范圍內(nèi)的孿晶百分數(shù)為13%,孿晶發(fā)生率為0.55。因此,高密度細小的孿晶可以在1#-2-1試樣的加載條件下獲得(首先壓縮至塑性應變量為2%,然后反向拉伸至累積壓縮應變量為1%)。(4)對于1#-2-0,1#-4-0,1#-6-0三種壓拉預變形試樣再壓縮至累積應變量為1%時,1#-2-0-1試樣和1#-6-0-1試樣可獲得尺寸細小密度較高的孿晶組織。退火處理使得1#-2-0試樣再壓縮變形后的孿晶尺寸有所細化,使得孿晶發(fā)生率顯著降低。退火處理使得1#-4-0試樣和1#-6-0試樣再壓縮變形后的孿晶尺寸增厚,但對孿晶發(fā)生率幾乎沒有影響。(5)對于1#-2-0,1#-4-0,1#-6-0三種壓拉預變形試樣再壓縮至累積應變量為2%時,1#-6-0-2試樣可獲得尺寸較為細小密度較高的孿晶組織。退火處理使得1#-2-0試樣再壓縮變形后的孿晶尺寸略微增厚,使得孿晶發(fā)生率顯著降低。退火處理使得1#-4-0試樣再壓縮變形后的孿晶尺寸增厚,但對孿晶發(fā)生率影響不大。退火處理對1#-6-0試樣再壓縮變形后的孿晶尺寸和數(shù)量幾乎沒有影響。(6)對于1#-2-1,1#-4-1,1#-6-1三種壓拉預變形試樣再壓縮至累積應變量為2%時,1#-6-1-2試樣可獲得尺寸較為細小密度較高的孿晶組織。退火處理對1#-2-1試樣再壓縮變形后的孿晶厚長比幾乎沒有影響,但使得孿晶發(fā)生率顯著降低。退火處理對1#-4-1試樣和1#-6-1試樣再壓縮變形后的孿晶尺寸和數(shù)量幾乎沒有影響。(7)對于1#-6-0,1#-6-1,1#-6-2三種壓拉預變形試樣再壓縮至累積應變量為4%時,1#-6-1-4試樣和1#-6-2-4試樣可獲得尺寸較為細小密度較高的孿晶組織。在這種累積壓縮應變水平下,退火處理對三種壓拉預變形試樣再壓縮后的孿晶尺寸和數(shù)量幾乎沒有影響。
【學位單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG379;TG146.22
【部分圖文】：

圖 1.1 鎂合金在各領域的應用Fig. 1.1 Applications of magnesium alloys in different fields 鎂合金的塑性變形機制1 鎂合金的滑移

圖 1.2 鎂的晶體結(jié)構(gòu)：(a)原子堆垛方式，(b)鎂單胞Crystal structure of magnesium: (a) atomic stacking configuration, and (胞中，原子最密排面是(0001)，原子最密排方向為<11-20移的方向。包含<11-20>晶向的晶面主要有(0001)基面、3

圖 1.3 金屬鎂中重要的晶面和晶向Fig. 1.3 Important crystal planes and directions of magnesium表 1.1 鎂合金中的獨立滑移系aa

【參考文獻】

相關期刊論文 前7條

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2 李宜達;梁敏潔;廖海洪;張曉;;高性能鎂合金及其在汽車行業(yè)應用的研究進展[J];熱加工工藝;2013年10期

3 黃洪濤;Godfrey Andrew;劉偉;唐瑞鶴;劉慶;;樣品取向?qū)Z31鎂合金靜態(tài)再結(jié)晶行為的影響[J];金屬學報;2012年08期

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相關博士學位論文 前1條

1 羅智;鎂合金材料NVH特性及其汽車應用研究[D];浙江大學;2014年

本文編號：2810851