高能電脈沖作用下變形鎂合金的微觀組織及力學(xué)性能研究.pdf

1、在當(dāng)前能源危機(jī)和人類(lèi)需求多樣化的背景下，鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料和其豐富的儲(chǔ)量而備受關(guān)注，但是由于鎂合金在室溫下塑性較差，而且其強(qiáng)度也較低，限制了它的推廣應(yīng)用。根據(jù)經(jīng)典金屬學(xué)原理可知，晶粒細(xì)化不僅可以改善材料的塑性，同時(shí)可以提高材料的強(qiáng)度，因此，本論文試圖采用晶粒細(xì)化法改善鎂合金的性能。
　　電脈沖處理是一種新興的材料處理方法，其具有輸入能量大，效率高等特點(diǎn)。近年來(lái)，應(yīng)用電脈沖處理細(xì)化材料的微觀組織已取得了良好的效果。因此，本

2、文應(yīng)用高能電脈沖處理軋制變形態(tài)的AZ31B鎂合金，首先，通過(guò)控制室溫軋制變形量、脈沖寬度、脈沖時(shí)間等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，利用正交試驗(yàn)的方法，研究電脈沖處理參數(shù)對(duì)微觀組織（再結(jié)晶分?jǐn)?shù)、平均晶粒尺寸）的影響，并測(cè)定力學(xué)性能。其次，通過(guò)控制脈沖寬度，考察試樣的再結(jié)晶組織轉(zhuǎn)變過(guò)程，并從理論上分析電脈沖處理的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)對(duì)變形鎂合金再結(jié)晶晶粒形核與長(zhǎng)大以及再結(jié)晶機(jī)理的影響。
　　再結(jié)晶分?jǐn)?shù)分析表明，軋制變形量和脈沖寬度對(duì)再結(jié)晶分?jǐn)?shù)的影響較大，再結(jié)

3、晶分?jǐn)?shù)隨著二者的增大明顯升高，而脈沖時(shí)間對(duì)再結(jié)晶分?jǐn)?shù)的影響相對(duì)較小；平均晶粒尺寸分析表明，軋制變形量對(duì)平均晶粒尺寸影響較大，脈沖寬度和脈沖時(shí)間對(duì)其影響相對(duì)較??；熱效應(yīng)分析表明，試樣表面溫度受脈沖寬度和軋制變形量的影響較大，隨著脈沖寬度和軋制變形量的升高，試樣表面溫度急劇上升，而受脈沖時(shí)間的影響相對(duì)較小。通過(guò)分析選出的最優(yōu)參數(shù)為室溫軋制變形量38％、脈沖寬度70μs、脈沖時(shí)間10min，在此條件下處理試樣，其晶粒尺寸由原始材料的140μm

4、細(xì)化至6.8μm，極大的改善了微觀組織。
　　力學(xué)性能測(cè)試表明，38%室溫軋制變形量試樣由于變形量過(guò)大而導(dǎo)致的內(nèi)部微裂紋嚴(yán)重弱化了其力學(xué)性能，但是次優(yōu)參數(shù)室溫軋制變形量30%、脈沖寬度70μs、脈沖時(shí)間10min試樣的性能改善也非常明顯，抗拉強(qiáng)度提升至341MPa，伸長(zhǎng)率達(dá)到了11.6%。
　　組織演變分析表明，隨著脈沖寬度的增大，變形組織逐漸發(fā)生再結(jié)晶，且再結(jié)晶轉(zhuǎn)變過(guò)程為：孿晶再結(jié)晶、孿晶和晶界再結(jié)晶、整體再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大