鎂合金室溫拉伸壓縮屈服不對(duì)稱性的研究.pdf

1、拉伸壓縮屈服不對(duì)稱作為一種有趣的力學(xué)性能現(xiàn)象，在鎂及鎂合金等許多金屬材料中都存在。這種不對(duì)稱現(xiàn)象是鎂合金廣泛應(yīng)用時(shí)需考慮的因素之一，尤其是產(chǎn)品同時(shí)受到相反方向載荷的時(shí)候，如車輛。同時(shí)，具有密排六方(HCP)結(jié)構(gòu)的鎂合金在常溫下可啟動(dòng)的滑移系數(shù)目比較少，大大降低了鎂合金的塑性，限制了鎂合金的推廣。因此變形鎂合金拉伸壓縮塑性變形及其常溫屈服不對(duì)稱性能的研究是鎂合金領(lǐng)域的重要課題之一。
　　 本論文從鋁含量和熱處理方式兩個(gè)方面研究了常

2、溫下鎂合金的拉伸壓縮屈服不對(duì)稱性。以更符合實(shí)際應(yīng)用的擠壓態(tài)鎂合金AZ31、AZ61、AZ80和固溶處理(T4)及時(shí)效處理(T6)下的擠壓態(tài)AZ80作為主要研究對(duì)象，通過組織觀察(OM)、X射線衍射分析(XRD)、電子背散射衍射(EBSD)等檢測(cè)技術(shù)，討論分析了鋁含量和不同熱處理對(duì)孿生及拉壓屈服不對(duì)稱性的影響。主要研究結(jié)果如下：
　　 在{10-12}拉伸孿生的原子運(yùn)動(dòng)QPAG單元模型的基礎(chǔ)上，對(duì)孿生過程中原子運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了描述。研究

3、發(fā)現(xiàn)孿生中原子運(yùn)動(dòng)可以歸結(jié)為QPAG單元的旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，通過對(duì)原子位移矢量進(jìn)行計(jì)算，建立了拉伸孿生原子運(yùn)動(dòng)與軸比的關(guān)系，并將其運(yùn)用到后續(xù)研究中。這是本論文的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。
　　 對(duì)三種規(guī)格相同的AZ31、AZ61、AZ80擠壓態(tài)鎂合金進(jìn)行室溫拉伸和壓縮變形。AZ31、AZ61、AZ80的CYS/TYS為分別為0.48、0.56、0.65，表明隨著Al含量增加，拉壓不對(duì)稱性得到改善。通過OM、EBSD及XRD分析表明，擠壓態(tài)AZ系鎂合

4、金拉伸壓縮屈服不對(duì)稱性可以歸結(jié)于拉伸、壓縮之間的{10-12}拉伸孿生發(fā)生率的不同。隨著Al含量的增加，{10-12}孿生受到抑制，拉壓屈服時(shí)孿晶量的差別逐漸減小，其不對(duì)稱性得到改善。另一方面，鋁含量對(duì)孿生影響可以歸結(jié)到三個(gè)方面：一是鋁的添加改變晶體晶格常數(shù)。根據(jù){10-12}孿生原子運(yùn)動(dòng)與軸比的關(guān)系，計(jì)算結(jié)果表明，Al含量增加，抑制了孿生本身的運(yùn)動(dòng)，增加了孿生行為發(fā)生的難度；二是由于Al的添加，使組織變均勻，晶粒尺寸變小，從而抑制了孿

5、生；三是過量鋁的添加會(huì)在晶界析出第二相，這些析出相也或多或少的影響著孿生行為。
　　 擠壓態(tài)AZ80經(jīng)過固溶處理后，原彌散在晶界處的第二相融進(jìn)基體，而時(shí)效處理后，在晶界和晶粒內(nèi)部都聚集了大量的析出相。擠壓態(tài)、固溶態(tài)和時(shí)效態(tài)的CYS/CTS分別為0.65，0.67，0.78，表明時(shí)效處理是一種有效的改善不對(duì)稱性的方式。通過{10-12}孿生原子運(yùn)動(dòng)與軸比的關(guān)系，表明固溶處理中合金元素固溶進(jìn)基體，對(duì){10-12}孿生起抑制作用，而固