脈沖電流對(duì)ZK60鎂合金組織影響及力學(xué)性能研究.pdf

1、由于具有較低密度，較高的比剛度、比強(qiáng)度，鎂合金材料被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，優(yōu)化鎂合金組織與性能也成了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。晶粒細(xì)化不僅可以使鎂合金材料的硬度、強(qiáng)度提高，同時(shí)還可以提高材料的塑性、韌性，從而使材料獲得較優(yōu)良綜合力學(xué)性能。
　　本論文通過(guò)對(duì)ZK60鎂合金板材進(jìn)行軋制變形處理、脈沖電流處理，使材料獲得了平均晶粒尺寸為2μm再結(jié)晶組織，同時(shí)綜合力學(xué)性能得到了顯著提高。
　　首先對(duì)均勻化處理后的ZK60合金材料在150℃下進(jìn)行

2、多道次軋制變形處理，使材料內(nèi)部累積較高位錯(cuò)密度以及高應(yīng)變量;然后，對(duì)軋制變形ZK60合金進(jìn)行電脈沖處理，通過(guò)調(diào)整電脈沖工藝參數(shù)，獲得了不同的靜態(tài)再結(jié)晶組織;最后對(duì)再結(jié)晶組織進(jìn)行顯微組織分析與力學(xué)性能表征。
　　結(jié)果表明，軋制變形ZK60合金板材由脈沖電流引發(fā)的靜態(tài)再結(jié)晶相較于傳統(tǒng)退火再結(jié)晶更易發(fā)生，并且獲得的再結(jié)晶晶粒更加均勻細(xì)小。當(dāng)在22μs-10min-100Hz的電脈沖工藝參數(shù)處理下，ZK60合金的晶粒尺寸由原始的100μm

3、細(xì)化至2μm，抗拉強(qiáng)度由原始的210Mpa提高至320Mpa，伸長(zhǎng)率由原始的14.6％提高近一倍至30％。通過(guò)電脈沖處理實(shí)驗(yàn)中試樣溫度實(shí)測(cè)以及利用傅里葉導(dǎo)熱模型的溫度場(chǎng)分析表明，由脈沖電流引入的焦耳熱不足以使變形材料發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶。此外，脈沖電流作用于金屬時(shí)，會(huì)對(duì)金屬材料產(chǎn)生一個(gè)與其本身電阻率相關(guān)的吉布斯自由能。金屬材料的再結(jié)晶過(guò)程即由變形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵俳Y(jié)晶態(tài)，由于ZK60合金軋制變形態(tài)的電阻率高于再結(jié)晶態(tài)，因此，兩種狀態(tài)下吉布斯自由能的差