本文關(guān)鍵詞：預(yù)孿晶退火對(duì)鎂合金薄板冷沖壓成形性能的影響

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【摘要】：鎂合金以其自身的優(yōu)異性吸引各行業(yè)的青睞。本文對(duì)軋制態(tài)AZ31鎂合金薄板進(jìn)行研究,在預(yù)壓縮預(yù)置孿晶的前提下,經(jīng)過(guò)一定的退火工藝,由顯微組織觀測(cè)和力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的手段,研究了AZ31鎂合金薄板在壓縮、拉伸過(guò)程中孿晶的出現(xiàn)和變化機(jī)理;觀察了孿生-去孿生以及孿生和再結(jié)晶對(duì)AZ31鎂合金薄板顯微組織和成形性的影響。經(jīng)本論文研究可得出以下結(jié)論:(1)通過(guò)對(duì)1mm厚AZ31鎂合金薄板沿橫向(TD)和軋向(RD)分別預(yù)壓縮1.59%,3.32%和5.38%后,200℃退火6h去除應(yīng)力保留孿晶片層結(jié)構(gòu),研究了初始孿晶對(duì)鎂合金板材組織和成形性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨變形量的增大,試樣屈服和極限抗拉強(qiáng)度逐步增大,伸長(zhǎng)率逐漸增大。當(dāng)沿TD預(yù)壓并反向單軸拉伸以及沿RD預(yù)壓并反向單軸拉伸時(shí),真應(yīng)力應(yīng)變曲線出現(xiàn)屈服平臺(tái),這可歸因于去孿生行為發(fā)生。隨預(yù)壓程度的增加,材料的加工硬化指數(shù)(n值)增加,塑性應(yīng)變比(r值)減小,橫向預(yù)壓杯突值也從原始試樣的2.83 mm最大提高了89.40%,達(dá)到5.36mm,而沿軋向預(yù)壓最大提高了139.58%,達(dá)到6.78mm。(2)通過(guò)對(duì)1mm厚AZ31鎂合金薄板沿TD方向預(yù)壓縮5.20%后在不同溫度(200℃,300℃,400℃,500℃)退火處理2h后,晶粒尺寸先逐漸增大隨后減小。400℃退火溫度下的晶粒尺寸最大,從原始材料的9.6μm增大至32.9μm。400℃下退火10s~120s,孿晶體積分?jǐn)?shù)逐漸減小,在120s時(shí)孿晶完全消失,說(shuō)明再結(jié)晶發(fā)生速度很快。材料屈服強(qiáng)度(ys)和極限抗拉強(qiáng)度(uts)在三個(gè)方向上(rd,45°和td)隨退火溫度升高逐漸減小,斷裂延伸率(fe)逐漸減小。加工硬化系數(shù)(n值)隨之增大,塑性應(yīng)變比(r值)逐步減小。沖壓成形性能隨晶粒尺寸的增大而逐漸增大,杯突值(ie)在400℃退火時(shí)達(dá)到最大為5.78mm,與原始板材2.83mm相比,提高了104%。(3)通過(guò)對(duì)1mm厚az31鎂合金薄板實(shí)施td預(yù)壓縮1.59%,3.32%,5.38%,7.76%后450℃下高溫退火2h。發(fā)現(xiàn)退火后其晶粒尺寸逐步增大,由原始板材的9.6μm分別長(zhǎng)大至14.2,31.3,32.1和35.3μm。且隨預(yù)變形量的增加,屈服強(qiáng)度(ys)逐步減小,抗拉強(qiáng)度(uts)和斷裂伸長(zhǎng)率(fe)逐步增大。塑性應(yīng)變比r值逐步減小,加工硬化系數(shù)(n值)逐步增大。杯突值由原始試樣的2.83mm分別增大為3.6mm,5.09mm,5.43mm和5.74mm,沖壓成形能力最大提高103%。(4)通過(guò)對(duì)1mm厚az31鎂合金板材實(shí)施td預(yù)壓縮1.69%,3.32%,5.38%后進(jìn)行軋向3.3%的預(yù)壓縮,隨后450℃下退火2h。預(yù)變形使(0002)基面產(chǎn)生了近86.3°的旋轉(zhuǎn)且產(chǎn)生了大批孿晶組織。后續(xù)退火誘導(dǎo)再結(jié)晶行為發(fā)生,提高了鎂合金的塑性。其晶粒尺寸隨橫向壓縮變形量的增大而逐漸增大,由原始材料的9.6μm增大至最大變形量td5.38%rd3.3%的25.6μm。屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度逐步減小,而伸長(zhǎng)率增大。n值逐漸增大,r值逐漸減小。杯突值由原始的2.83mm分別增大為5.61mm,5.72mm和6.01mm,成形能力得到極大提高,最大提高112.3%。(5)通過(guò)對(duì)AZ31鎂合金板材進(jìn)行RD方向3.3%后TD方向1.69%,3.32%和5.38%的預(yù)壓縮450℃退火2h。晶粒尺寸隨橫向壓縮變形量的增大而逐漸減小,原始為9.6μm,不同變形量晶粒尺寸分別為27.1,18.9和17.1μm。這可能與交叉孿晶作為再結(jié)晶形核質(zhì)點(diǎn)促進(jìn)再結(jié)晶行為有關(guān)。而杯突值分別為4.88mm,5.37mm,5.48mm,說(shuō)明晶粒取向的改變大于晶粒長(zhǎng)大織構(gòu)弱化對(duì)成形性能的影響。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG389;TG166.4

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本文編號(hào)：1268499