室溫下鎂合金{10-12}孿生行為的研究.pdf

1、本文研究了室溫下不同塑性變形條件下形變孿晶的演化過程。本課以商業(yè)AZ31鎂合金軋制板材為研究材料，結(jié)合原位壓縮與原位電子背散射衍射技術(shù)研究微觀組織的演化過程。用配有channel5系統(tǒng)的掃描電子顯微鏡檢測(cè)樣品ND-RD面的微觀組織演化。
　　首先，用原位EBSD表征技術(shù)檢測(cè)初始態(tài)以及沿軋制方向壓縮變形5.4％過程中樣品的微觀組織，從而研究塑性變形過程中的孿生行為的塑性變形機(jī)制和強(qiáng)化機(jī)制。沿RD方向壓縮5.4%后，平行于法線方向的初

2、始織構(gòu)變?nèi)?，垂直于法線方向的RD織構(gòu)形成。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，形成了四種不同的孿晶結(jié)構(gòu)：(1)單一變體的平行孿晶結(jié)構(gòu)；(2)單一變體的交叉孿晶結(jié)構(gòu)；(4)多變體的平行孿晶結(jié)構(gòu)；(3)多變體的交叉孿晶結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，孿晶之間的相互阻礙作用會(huì)影響孿晶后續(xù)的擴(kuò)展和長(zhǎng)大。結(jié)合實(shí)驗(yàn)表征和理論分析,孿晶交互作用會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變硬化。其具體結(jié)論如下：1，由于類似的應(yīng)力狀態(tài)和晶體取向，（平行的）相同幾何形態(tài)將促進(jìn)孿晶繼續(xù)生長(zhǎng)；2，孿晶交叉結(jié)構(gòu)的作用，孿晶特別是孿晶尖

3、端長(zhǎng)大的速率降低，從而阻礙孿生的繼續(xù)變形；3，由于變體之間大的位相差，不同的孿晶變體也會(huì)相互影響導(dǎo)致孿生生長(zhǎng)速率降低；4，孿晶變體之間大的位相差比非平行幾何結(jié)構(gòu)對(duì)孿生的繼續(xù)長(zhǎng)大的阻礙作用更大。孿晶界會(huì)阻礙交叉孿晶結(jié)構(gòu)的繼續(xù)變形，會(huì)出現(xiàn)新的孿晶協(xié)調(diào)塑性變形。此外，當(dāng)孿晶相互作用時(shí)，交叉結(jié)構(gòu)孿晶界的移動(dòng)也是協(xié)調(diào)變形的一種重要方式。因此，可以得出一個(gè)結(jié)論:交叉孿晶會(huì)強(qiáng)化材料。
　　研究表明{10-12}孿生過程由成核、傳播和長(zhǎng)大三部分組

4、成，通過原位EBSD表征實(shí)驗(yàn)在單向壓縮的過程中觀察到退孿生行為。此外，我們還發(fā)現(xiàn)了孿生與退孿生行為同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)孿生系統(tǒng)中，這與之前的一些學(xué)者的預(yù)測(cè)相悖。作者認(rèn)為不穩(wěn)定的應(yīng)力狀態(tài)是這種異常孿生行為的原因。此外，背應(yīng)力也在此孿生行為中有著重要作用。其孿生過程包括孿生-退孿生-再孿生，此過程比常規(guī)的孿生過程需要更多的能量和更大的載荷。因此局部退孿生行為被視為孿生強(qiáng)化的一種機(jī)制。
　　本文還利用原位EBSD表征方法捕捉到了孿晶的穿過晶界

5、的過程。相鄰晶粒間孿晶對(duì)的形成，有利于釋放晶界處的應(yīng)力，同時(shí)，在相鄰兩個(gè)晶粒中出現(xiàn)四條孿晶對(duì)的現(xiàn)象也說明了孿晶對(duì)能協(xié)調(diào)局部塑形變形。孿晶對(duì)中出現(xiàn)非斯密特英子準(zhǔn)則的孿晶變體，也說明了局部應(yīng)變協(xié)調(diào)會(huì)影響孿生變體的選擇。孿晶對(duì)也會(huì)造成了相鄰晶粒內(nèi)孿生變體的多樣性，產(chǎn)生多變體交叉結(jié)構(gòu)，從而降低孿生繼續(xù)長(zhǎng)大的速率導(dǎo)致應(yīng)變強(qiáng)化。當(dāng)壓縮量由1.5%增加至3.5%。孿晶對(duì)的晶界平行移動(dòng)，說明孿晶位錯(cuò)是沿著孿晶界移動(dòng)的。這些結(jié)論促進(jìn)人們進(jìn)一步了解鎂合金中