細(xì)晶AZ31鎂合金變形行為研究.pdf

1、本文的目的是通過(guò)對(duì)一種典型的變形鎂合金—AZ31鎂合金在不同變形條件下的單向拉伸行為、微觀組織演變、斷裂行為、空洞行為以及成形性能的研究,確定使鎂合金獲得良好變形性能的工藝條件,從而為鎂合金板料成形技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供可靠的依據(jù).為此,本文著重進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究:通過(guò)熱軋工藝制備了厚度為0.8mm,平均晶粒尺寸為4.5μm的細(xì)晶AZ31鎂合金薄板.在50~200℃的溫度范圍和1.4×10<'-3>~1.4×10<'-1>s<'-1

2、>的應(yīng)變速率范圍內(nèi)通過(guò)單向拉伸試驗(yàn)研究了熱軋AZ31鎂合金的溫變形行為,計(jì)算了不同溫度和應(yīng)變速率下的應(yīng)變硬化率.在250~450℃的溫度范圍和0.7×10<'-3>~1.4×10<'-1>s<'-1>的應(yīng)變速率范圍內(nèi)通過(guò)單向拉伸試驗(yàn)研究了細(xì)晶AZ31鎂合金在高溫下的超塑變形行為.計(jì)算了不同變形溫度下表征晶界滑移難易程度的閥應(yīng)力的值和不同溫度下的變形激活能.通過(guò)金相顯微鏡和掃描電鏡觀察并分析了超塑變形后試樣的空洞金相、表面形貌和斷口特征.

3、結(jié)果表明,AZ31鎂合金從300℃開(kāi)始表現(xiàn)出超塑性.在400℃,0.7×10<'-3>s<'-1>的變形條件下,最大延伸率達(dá)到362.5％.變形初期的位錯(cuò)塞積引起的孿生變形是該合金超塑變形的硬化機(jī)制,而動(dòng)態(tài)連續(xù)再結(jié)晶(DCRX)是實(shí)現(xiàn)該合金超塑變形的重要軟化機(jī)制和晶粒穩(wěn)定機(jī)制.超塑變形中的表面形貌表明,晶界滑移(GBS)為主要的變形機(jī)理,并且隨著溫度的升高,GBS的均勻性顯著增強(qiáng),表現(xiàn)出從協(xié)同晶界滑移(CGBS)到單獨(dú)晶界滑移(IGBS

4、)的轉(zhuǎn)變.AZ31鎂合金超塑變形中的晶界滑移是由晶界擴(kuò)散控制,而變形溫度和應(yīng)變速率對(duì)AZ31鎂合金斷裂行為的影響主要體現(xiàn)在變形機(jī)制從晶內(nèi)滑移到晶界滑移的轉(zhuǎn)變.發(fā)現(xiàn)了超塑變形試樣斷口附近的晶界上有很多"O"形空洞和沿著拉伸方向的晶絲,晶絲的斷裂導(dǎo)致了晶間空洞的產(chǎn)生,并據(jù)此提出了晶間空洞形成的微觀模型.空洞的長(zhǎng)大受塑性變形控制,鋸齒形的空洞邊界與表面形貌觀察結(jié)果相一致.在50~240℃的溫度范圍內(nèi),通過(guò)平底杯形沖頭拉深實(shí)驗(yàn)研究了不同沖頭溫度