AZ31鎂合金中的{10-12}孿生行為及其與滑移的交互作用.pdf

1、{10-12}拉伸孿晶具有較低的臨界分切應(yīng)力，是鎂合金最為常見的變形機(jī)制之一，拉伸孿晶啟動(dòng)的難易程度及變體選擇與鎂合金的力學(xué)性能和微觀組織演化密切相關(guān)。本文以 AZ31鎂合金為研究對(duì)象，采用電子背散射衍射(EBSD)技術(shù)和晶體學(xué)計(jì)算，系統(tǒng)研究了兩種變形方式（單軸拉伸和壓縮）和兩種變形溫度下的孿生行為，重點(diǎn)分析了初始織構(gòu)和晶粒尺寸對(duì)孿生行為的影響規(guī)律，以及滑移與孿晶的交互作用。
　　沿與鎂合金軋板ND成0°、30°、45°、60°和

2、90°五個(gè)方向進(jìn)行室溫拉伸變形，對(duì)比研究孿晶啟動(dòng)與變體選擇行為。發(fā)現(xiàn)0?樣品孿晶的施密特因子排序（SF rank）分布較散，這主要與其六個(gè)理論孿晶變體的SF相近有關(guān)。30°到90°樣品中六個(gè)理論孿晶變體最大和最小SF的差值逐漸變大，孿晶變體選擇受Schmid法則的影響越來越明顯，樣品中SF rank為1或2的孿晶比例逐漸增大。鎂合金力學(xué)各向異性與主導(dǎo)變形機(jī)制的臨界分切應(yīng)力及不同取向下的SF有關(guān)，拉伸變形過程孿晶和滑移的啟動(dòng)共同決定了材料

3、的r-value，通過晶體塑性分析，揭示了30°-60°樣品的宏觀變形特征（即r-value>1）與基面滑移啟動(dòng)的相關(guān)性。
　　對(duì)滑移主導(dǎo)變形的樣品（45°拉伸樣品），利用 EBSD技術(shù)和跡線分析，深入研究了滑移與孿晶的交互作用，通過對(duì)二者之間應(yīng)變協(xié)調(diào)因子 m'的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)大部分孿晶的啟動(dòng)能夠很好的協(xié)調(diào)相鄰晶粒中的位錯(cuò)滑移，因此認(rèn)為滑移與晶界的交互作用刺激了孿晶形核，即滑移誘導(dǎo)了孿晶形核。在孿生主導(dǎo)變形的樣品中（0°拉伸樣品）

4、，發(fā)現(xiàn)孿晶更傾向于在晶界上成對(duì)出現(xiàn)，通過對(duì)孿晶對(duì)的應(yīng)變協(xié)調(diào)因子 m'進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)孿晶對(duì)之間具有很好的局部應(yīng)變協(xié)調(diào)，因此認(rèn)為孿晶與晶界的交互作用刺激了新孿晶的形成從而形成了孿晶對(duì)，即發(fā)生了孿晶誘導(dǎo)孿晶。上述滑移誘導(dǎo)孿晶和孿晶誘導(dǎo)孿晶行為顯著影響了孿晶的變體選擇。
　　比較研究了五類初始織構(gòu)樣品在250℃壓縮變形中的孿生行為，證實(shí)孿晶傾向于在 SF較大的晶粒中啟動(dòng)，然而每類樣品中都有一定數(shù)量的 non-Schmid孿晶（即實(shí)際啟

5、動(dòng)的變體不具有6個(gè)理論變體中最大或第二大的SF）。統(tǒng)計(jì)分析了孿晶與滑移的應(yīng)變協(xié)調(diào)因子 m'，證實(shí)了滑移與晶界的交互作用是90°樣品中出現(xiàn)non-Schmid孿晶的主要原因。60°樣品變形過程中產(chǎn)生了大量的小角度晶界（2-10°），成為孿晶擇優(yōu)形核位置，而實(shí)際啟動(dòng)的孿晶變體受SF和局部應(yīng)變協(xié)調(diào)的共同作用。
　　對(duì)比研究了粗晶和細(xì)晶兩種鎂合金材料在拉伸變形過程中的孿生行為，發(fā)現(xiàn)細(xì)晶樣品中孿晶形核受晶界處應(yīng)變協(xié)調(diào)的影響更大，更易在相鄰晶