高能電脈沖作用下變形鎂合金的微觀組織及力學性能研究.pdf

1、在當前能源危機和人類需求多樣化的背景下，鎂合金作為最輕的金屬結構材料和其豐富的儲量而備受關注，但是由于鎂合金在室溫下塑性較差，而且其強度也較低，限制了它的推廣應用。根據經典金屬學原理可知，晶粒細化不僅可以改善材料的塑性，同時可以提高材料的強度，因此，本論文試圖采用晶粒細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。近年來，應用電脈沖處理細化材料的微觀組織已取得了良好的效果。因此，本

2、文應用高能電脈沖處理軋制變形態(tài)的AZ31B鎂合金，首先，通過控制室溫軋制變形量、脈沖寬度、脈沖時間等實驗參數，利用正交試驗的方法，研究電脈沖處理參數對微觀組織（再結晶分數、平均晶粒尺寸）的影響，并測定力學性能。其次，通過控制脈沖寬度，考察試樣的再結晶組織轉變過程，并從理論上分析電脈沖處理的熱效應和非熱效應對變形鎂合金再結晶晶粒形核與長大以及再結晶機理的影響。
　　再結晶分數分析表明，軋制變形量和脈沖寬度對再結晶分數的影響較大，再結

3、晶分數隨著二者的增大明顯升高，而脈沖時間對再結晶分數的影響相對較??；平均晶粒尺寸分析表明，軋制變形量對平均晶粒尺寸影響較大，脈沖寬度和脈沖時間對其影響相對較小；熱效應分析表明，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，而受脈沖時間的影響相對較小。通過分析選出的最優(yōu)參數為室溫軋制變形量38％、脈沖寬度70μs、脈沖時間10min，在此條件下處理試樣，其晶粒尺寸由原始材料的140μm

4、細化至6.8μm，極大的改善了微觀組織。
　　力學性能測試表明，38%室溫軋制變形量試樣由于變形量過大而導致的內部微裂紋嚴重弱化了其力學性能，但是次優(yōu)參數室溫軋制變形量30%、脈沖寬度70μs、脈沖時間10min試樣的性能改善也非常明顯，抗拉強度提升至341MPa，伸長率達到了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)生再結晶，且再結晶轉變過程為：孿晶再結晶、孿晶和晶界再結晶、整體再結晶、晶粒長大