鎂及其合金儲存豐富,并具有低密度、高比強度等優(yōu)勢,在國防軍事、汽車、醫(yī)療、計算機等眾多行業(yè)具有較好應用前景。但是,鎂具有密排六方結構,且易被氧化和腐蝕,由于獨立滑移系的不足,使得塑性變形能力較差,難以成形,導致其利用率較低,從而限制了其應用。因此,如何克服鎂合金加工成形較差的難題,尤其是高鋁含量鎂合金,一直困擾著鎂合金領域的研究學者。最近幾年,國內外通過大變形如攪拌摩擦、高壓扭轉和等通道擠壓等方法來制備細晶AZ91合金。這些方法通過大幅度塑性變形細化晶粒,使其取向和基面織構得到改善,從而提高了鎂合金的塑性成形性能及強度。因此,深入研究一種簡單的細晶超塑性鎂-銀-鋅系薄板的軋制工藝,有利于鎂合金在工業(yè)中大批量應用。本文主要進行了鎂-鋁-鋅系鎂合金的細晶軋制工藝及高溫超塑性變形行為的研究,總結出的主要結論有:(1)開發(fā)了鎂合金細晶超塑性寬幅薄板的低壓下量多道次軋制工藝;發(fā)現(xiàn)軋制AZ91合金板材退火再結晶晶粒尺寸僅為～3.1 μm;變形溫度為250 ℃和300 ℃、應變速率為1.0×10-3 s-1拉伸變形時,斷裂應變分別達到了 563%和735%。(2)對比鑄造態(tài)、鑄軋態(tài)以及擠壓態(tài)三種初始組織狀態(tài),揭示出擠壓態(tài)為制備軋制細晶超塑性AZ91薄板的理想初始狀態(tài);發(fā)現(xiàn)300 ℃拉伸時:擠壓-軋制AZ91薄板的斷裂應變(697.0%)明顯優(yōu)于鑄造-軋制(302.4%)和鑄軋-軋制(403.0%)薄板。(3)基于AZ91合金軋制前初始狀態(tài)的優(yōu)化,優(yōu)化出較佳的預處理工藝為430 ℃/3 h;發(fā)現(xiàn)初始晶粒尺寸對軋制后組織影響較小,而300 ℃拉伸變形時,擠壓-均質處理-軋制試樣的斷裂應變(694.3%)明顯優(yōu)于擠壓-軋制(510.9%)和擠壓-固溶處理-軋制(448.3%)合金。(4)基于AZ91合金軋制前初始狀態(tài)和預熱處理工藝的優(yōu)化,研究了 Al含量(3%、6%、9%)對軋制薄板超塑性性能的影響,當變形溫度為250 ℃和300 ℃時,發(fā)現(xiàn)隨Al含量的增加,斷裂應變迅速增大,分別為108.8%、326.8%、478.0%和182.6%、346.2%、694.3%,揭示出隨A1含量的增加,Mg17Al12相增加,極大地提升了高溫超塑性變形能力。(5)揭示出了液相輔助晶界滑移為軋制AZ91合金薄板主要的超塑性變形機制;通過截斷樣品的場發(fā)射組織觀察,在實驗中發(fā)現(xiàn)可動第二相粒子影響晶粒生長;同時,本文通過觀察Mg17Al12相形態(tài)變化的方法為觀察晶界滑移提供了一種簡單手段。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TG339
【部分圖文】：

Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＥＣＡＰ［４４］??１．５．２累計疊軋（ＡＲＢ）??圖１．４為累積疊乳［５６］?（ＡＲＢ）的示意圖，工藝流程如下：將制備的坯料按設置的??壓下量先進行一道次乳制，再將乳制后的試樣從中間截斷，之后將兩試樣表面清潔干??凈防止界面處污染，將截斷的兩塊試樣上下疊放在一起再次進行軋制，軋制后得到的??板材厚度為乳制前的一半，按此方法進行多次重復軋制，最終試樣制備完成。ＡＲＢ突??破了普通乳制對乳制變形的束縛，可以實現(xiàn)單道次更大的塑性變形。軋制過程中單道??次壓下量達５０％，大的壓下量可以使試樣界面處得到更好的結合。ＡＲＢ被視為獲得細??晶超塑性金屬板材的最為有效方法之一，可以細化鎂合金板材組織，獲得較小尺寸、??均勻分布的晶粒［５６，５７］，從而大大提高鎂合金板材的加工成形能力與強度。但是，板材??界面問題仍然是鎂合金實際生產(chǎn)應用中的一大難題。??１０??

?Ｌｅｖｅｌ：?１．２．４．６，８，１０．１２ｊｌ４Ｊ６?Ｌｅｖｅｌ：?１．２，４．６．８．１０．１２．１４??圖１．６?（ａ）、（ｂ）、（ｃ）分別為ＡＺ３１合金０、１、３道次ＡＲＢ后的極圖［５７］??Ｆｉｇ．?１．６?Ｔｈｅ?ｐｏｌｅ?ｆｉｇｕｒｅｓ?ｏｆ?ＡＲＢｅｄ?ＡＺ３１?ａｌｌｏｙｓ?ａｆｔｅｒ?（ａ）?０；?（ｂ）?１?ａｎｄ?（ｃ）?３?ｐａｓｓｅｓ??ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ［３７］??１．５．３大應變乳制（ＬＳＲ）??圖１．７為大應變軋制［８］?（ＬＳＲ）的示意圖，試樣在一定溫度下進行單道次大應變乳??諱ＩＪ，乳制過程中試樣上下表面所受到的軋輥摩擦力相同。通過ＬＳＲ，可以去除試樣中??的剪切帶，變形過程中發(fā)生動態(tài)再結晶使晶粒細化，并減弱了?（０００２）基面織構強度，??從而提高了試樣的強度與塑性變形能力，但是該工藝難以制備塑性較差的高鋁含量鎂??合金板材。??１２??

?ｍｍ??圖１．５?（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）分別對ＡＺ３１合金進行０、１、２、３道次ＡＲＢ后的微??觀組織［５７］??Ｆｉｇ．?１．５?Ｔｈｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ＡＲＢｅｄ?ＡＺ３１?ａｌｌｏｙｓ?ａｆｔｅｒ?（ａ）?０；?（ｂ）?１；?（ｃ）?２??ａｎｄ?（ｄ）?３?ｐａｓｓｅｓ?ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ＾７］??ＲＤ?ＲＤ?ＲＤ??⑻／＾（ｂ）?（ｃ）??Ｌｅｖｅｌ：?１，２?Ａ６．８．１０，１２，１４．１６，１８，２０．２２?Ｌｅｖｅｌ：?１．２．４．６，８，１０．１２ｊｌ４Ｊ６?Ｌｅｖｅｌ：?１．２，４．６．８．１０．１２．１４??圖１．６?（ａ）、（ｂ）、（ｃ）分別為ＡＺ３１合金０、１、３道次ＡＲＢ后的極圖［５７］??Ｆｉｇ．?１．６?Ｔｈｅ?ｐｏｌｅ?ｆｉｇｕｒｅｓ?ｏｆ?ＡＲＢｅｄ?ＡＺ３１?ａｌｌｏｙｓ?ａｆｔｅｒ?（ａ）?０；?（ｂ）?１?ａｎｄ?（ｃ）?３?ｐａｓｓｅｓ??ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ［３７］??１．５．３大應變乳制（ＬＳＲ）??圖１．７為大應變軋制［８］?（ＬＳＲ）的示意圖，試樣在一定溫度下進行單道次大應變乳??諱ＩＪ，乳制過程中試樣上下表面所受到的軋輥摩擦力相同。通過ＬＳＲ，可以去除試樣中??的剪切帶，變形過程中發(fā)生動態(tài)再結晶使晶粒細化，并減弱了?（０００２）基面織構強度，??從而提高了試樣的強度與塑性變形能力，但是該工藝難以制備塑性較差的高鋁含量鎂??合金板材。??１２??
【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 ;Processing of AZ31 magnesium alloy by accumulative roll-bonding at gradient temperature[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);2012年01期

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3 劉滿平,馬春江,王渠東,吳國華,朱燕萍,丁文江;工業(yè)態(tài)AZ31鎂合金的超塑性變形行為[J];中國有色金屬學報;2002年04期

本文編號：2877549