AZ31變形鎂合金的形變與損傷行為研究.pdf

1、結構材料在使用過程中必然要承受各種類型的載荷,所以有關各類具有巨大應用潛力的鎂合金的力學性質的研究對此類結構材料的進一步研制與運用是至關重要的。本論文選取典型的AZ31變形鎂合金作為研究材料,在不同溫度和不同應變速率下考察了其單向壓縮和拉伸形變與損傷行為,以豐富人們對此類鎂合金結構材料力學性質的認識。
　　 對平行于擠壓方向切取的AZ31鎂合金試樣在室溫到250℃范圍內,分別以不同的應變速率(10-2/s、10-3/S、10-4

2、)進行壓縮和拉伸實驗,實驗結果表明溫度在總體上對AZ31鎂合金的壓縮和拉伸性能均有較明顯的影響,而應變速率的影響相對溫度來說要弱。對于壓縮真應力-真應變曲線,隨著溫度的升高和應變速率的降低,最大壓縮強度逐漸減小并有向應變減小的方向移動的趨勢。對于拉伸真應力.真應變曲線,最大拉伸強度也隨著溫度的升高而降低。
　　 溫度和應變速率對AZ31鎂合金表面變形及損傷特征有較明顯的影響,溫度越低、應變速率越高則損傷越嚴重。在較低的溫度和較高

3、的應變速率下壓縮和拉伸后的試樣表面均可觀察到剪切裂紋,這些裂紋大都沿著與加載軸成±45°角的最大剪切應力平面沿晶界萌生和發(fā)展,同時在壓縮試樣上可清晰地觀察到孿晶裂紋以及兩套剪切帶。
　　 在實驗中所有壓縮后的試樣微觀組織中均有變形孿晶存在,且其數量隨著溫度的增高和應變速率的降低而減少,在較低溫度壓縮后的組織中的孿晶有較好的方向性:而在拉伸后只有室溫和100℃的試樣的微觀組織中可觀察到變形孿晶。相比較而言,孿生更容易在壓縮變形中發(fā)

4、生。
　　 在AZ31鎂合金200℃以上的壓縮和拉伸后的試樣顯微組織中可觀察到動態(tài)再結晶現(xiàn)象,再結晶晶?；狙鼐Ы绶植?且數量和體積都隨著溫度的升高和應變速率的降低而增大。AZ31鎂合金的變形呈現(xiàn)不均勻性,在近斷口區(qū)域和遠離斷口區(qū)域的顯微組織存在明顯的差別,尤其在拉伸后試樣的顯微組織中體現(xiàn)得更明顯。
　　 室溫和100℃下的壓縮斷口呈現(xiàn)為典型的混合型剪切斷口;而拉伸斷口在室溫和100℃時為典型的韌窩與解理的混合型斷口,在

5、150℃以上為韌窩聚集型斷口,且隨溫度的升高韌窩尺寸明顯增大。壓縮斷裂均為沿著與壓縮方向成45°角的最大剪切應力平面發(fā)生的剪切斷裂;拉伸斷裂在100℃以下表現(xiàn)為沿著與拉伸方向成45°角的明顯的剪切斷裂,在高于150℃時試樣在斷口處有頸縮現(xiàn)象,應變速率低的斷口較應變速率高的斷口表現(xiàn)出更高的塑性斷裂特征。
　　 在200℃以下的壓縮變形中,AZ31鎂合金主要依靠基面滑移、孿生、動態(tài)回復軟化以及剪切帶來協(xié)調變形;而在200℃及以上的壓