預(yù)孿生化鎂合金的析出行為及對后續(xù)變形的影響.pdf

1、由于具有較高的比強度、比剛度、優(yōu)良的電磁屏蔽性能以及易回收等優(yōu)良特性，鎂及其合金的工業(yè)應(yīng)用受到越來越廣泛的關(guān)注。然而，鎂合金的強度相對于鋁合金來說較低，這使鎂合金的工業(yè)應(yīng)用受到了極大的制約。因此在關(guān)于鎂合金的研究領(lǐng)域，鎂合金的強化是一個非常重要的研究方向。其中析出相強化為商用鎂合金的主要強化手段，也是是鎂合金強化的主要研究方向之一。
　　本文以最常用的兩種擠壓態(tài)商用鎂合金AZ61和ZK60為研究對象，研究預(yù)壓縮變形和時效處理對試樣

2、后續(xù)沿擠壓方向變形的影響。實驗中使用的主要檢測和分析手段有：金相組織觀察（OM）、X射線衍射分析（XRD）、掃描電子顯微分析（SEM）和電子背散射衍射（EBSD）等。對時效后試樣的變形和時效析出行為進(jìn)行觀察研究，并用透射電子顯微分析（TEM）對ZK60合金中{10-12}拉伸孿生內(nèi)部的析出相進(jìn)行了詳細(xì)分析。所得研究結(jié)果有以下幾點：
　　通過金相組織觀察、掃描電子顯微分析和透射電子顯微分析，再經(jīng)過預(yù)孿生化的擠壓態(tài) AZ61和ZK60

3、合金的時效過程中，析出相會優(yōu)先在{10-12}拉伸孿晶界和孿晶內(nèi)部形核，其后在未發(fā)生孿生的基體上形核，這可能是由于在透鏡狀的{10-12}孿生界面上存在局部錯排，并且在孿生內(nèi)部存在大量的位錯和層錯，這些缺陷的存在使得給析出相不均勻形核提供了有利的條件。
　　在時效后 ZK60合金中的預(yù)先存在{10-12}拉伸孿晶內(nèi)部觀察到了三種形貌的析出相：(0001)twin板狀、[11-20]twin條狀和[0001]twin棒狀析出相，其組

4、成為Mg4Zn7相或 MgZn2相。對析出相和孿晶的傅里葉變換點陣（FFT）進(jìn)行分析，可以確定Mg4Zn7與孿晶的取向關(guān)系式相關(guān)于[010]晶帶軸的兩種變體，分別為即[010] Mg4Zn7‖[0001] twin且(-201) Mg4Zn7‖(-12-10) twin，[010] Mg4Zn7‖[0001] twin且(-201) Mg4Zn7‖(10-10) twin。MgZn2與孿晶的取向關(guān)系為[-12-10]MgZn2‖[000

5、1]twin，(10-12) MgZn2‖(10-10) twin
　　AZ61合金中，在再次同向壓縮的過程中，析出相對孿生擴展的阻礙作用并不能與回復(fù)所造成的軟化作用相抗衡，因此導(dǎo)致了時效后壓縮屈服強度的降低。而在反向拉伸過程中，析出相在孿晶界和孿生內(nèi)部優(yōu)先形核導(dǎo)致了拉伸屈服強度的大幅增加。ZK60合金中不論是再次同向壓縮還是反向拉伸，時效處理后試樣的屈服強度相比于未進(jìn)行時效處理試樣均有明顯的改善。這兩種合金屈服強度不同變化趨勢是

6、由兩種合金中不同的析出行為和析出相形貌所導(dǎo)致的。此外，兩種預(yù)孿生化合金經(jīng)過時效處理后在其擠壓方向上的拉伸壓縮不對稱性均得到了很好的改善。
　　時效后兩種合金試樣同向二次壓縮過程的 B硬化階段均呈現(xiàn)出兩個斜率不同的階段B1和B2，其中B1階段的斜率明顯大于B2階段。盡管B1階段斜率的變化不盡相同，但兩種合金中時效對B2階段的斜率均卻沒有明顯的影響，即時效所產(chǎn)生的析出相只對B階段硬化的小變形量階段有較大影響，而隨著變形量的增大，析出相