攪拌摩擦加工超細(xì)晶鎂合金塑性變形行為研究.pdf

1、AZ31鎂合金是目前使用最廣泛的變形鎂合金，研究超細(xì)晶鎂合金的塑性變形行為對(duì)鎂合金的推廣應(yīng)用具有重要的意義。本文以攪拌摩擦加工（Friction Stir Processing，F(xiàn)SP）制備的AZ31超細(xì)晶鎂合金為研究對(duì)象，采用納米壓痕技術(shù)探索FSP AZ31鎂合金的塑性變形行為；對(duì)FSP AZ31鎂合金進(jìn)行高溫拉伸，探索其高溫塑性變形行為。主要研究結(jié)果如下：
　　FSP加工后的區(qū)域，不同載荷下加載過(guò)程中曲線(xiàn)的重復(fù)性較好，而B(niǎo)M區(qū)

2、域有所波動(dòng)，這與材料的組織均勻性有關(guān)。BM的最大壓入深度大于FSP各個(gè)區(qū)域。其中，母材（Basal Metal,BM）攪拌區(qū)（Stir Zone，SZ）和前進(jìn)側(cè)的熱機(jī)械影響區(qū)域（Thermo-Mechanical Affected Zone-Advancing Side，TMAZ-AS）、后退側(cè)的熱機(jī)械影響區(qū)域（Thermo-Mechanical Affected Zone-Retreating Side，TMAZ-RS）的最大深度分別

3、為1244.9nm，1156.6nm、1148.3nm和1142.8nm。在載荷為5mN時(shí)表現(xiàn)出較高的納米硬度，其中TMAZ-AS側(cè)的硬度值最高為1.435GPa。隨著載荷增加，鎂合金的納米硬度值下降，表現(xiàn)出明顯的尺度效應(yīng)。在不同載荷下，F(xiàn)SP加工區(qū)域的楊氏模量保持不變，而B(niǎo)M的楊氏模量隨著載荷的增加而減少。FSP區(qū)域的壓頭下的總位錯(cuò)密度、幾何必需位錯(cuò)密度和統(tǒng)計(jì)存儲(chǔ)位錯(cuò)密度高于BM區(qū)域。納米壓痕加載過(guò)程中，BM和SZ初始屈服強(qiáng)度分別為0

4、.595GPa和0.551GPa，應(yīng)變硬化指數(shù)為0.168和0.169。BM和SZ的宏觀抗壓屈服分別為0.340GPa和0.406GPa，符合Tabor’s壓痕理論。
　　FSP AZ31超細(xì)晶鎂合金有較好的組織穩(wěn)定性。在不同的變形參數(shù)下AZ31超細(xì)晶鎂合金均表現(xiàn)出了超塑性。其中，在不同溫度下，應(yīng)變速率為3×10-3s-1，1×10-3s-1時(shí)，材料的延伸率高于應(yīng)變速率為1×10-2s-1和3×10-4s-1時(shí)的延伸率；材料在40