鎂鋁復(fù)合板材的拉壓及彎曲性能研究.pdf

1、密排六方結(jié)構(gòu)的鎂合金板材，由于其在室溫下只能提供有限的滑移系，故其在室溫單軸拉伸與壓縮實驗時變形機(jī)制不一致，最終在塑性變形時呈現(xiàn)出較大的拉壓不對稱性。而在彎曲加工時，由于內(nèi)外層的變形機(jī)制不同，通常導(dǎo)致應(yīng)變中性層向外發(fā)生偏移。而Mg/Al復(fù)合板材，其結(jié)合了鎂合金密度小、比強(qiáng)度、比剛度高，鋁合金的可塑性變形能力強(qiáng)等優(yōu)點，具有廣泛的應(yīng)用前景。但目前針對鎂鋁復(fù)合材料的拉壓及彎曲成型表現(xiàn)方面的研究所見不多。因此，本課題在首先將復(fù)合擠壓工藝運用在M

2、g/Al復(fù)合擠壓板的基礎(chǔ)之上，并通過SEM及EDS對復(fù)合擠壓后的鎂鋁板材界面處結(jié)合程度及擴(kuò)散層厚度進(jìn)行觀察，對復(fù)合擠壓工藝做初步的評判。其次運用金相分析、XRD探究在鎂鋁復(fù)合板在復(fù)合擠壓過程中的組織演變。運用電子背散射衍射技術(shù)（EBSD）對彎曲后的板材應(yīng)變中性層的偏移進(jìn)行直觀的觀察，并且在前期設(shè)計板材壓縮約束裝置及三點V型彎曲模具的基礎(chǔ)之上，通過力學(xué)性能測試（拉伸與壓縮）來探究復(fù)合板料彎曲中性層的偏移與板材力學(xué)性能表現(xiàn)之間的關(guān)系。最終系

3、統(tǒng)研究對比了常規(guī)擠壓后的AZ31板材和經(jīng)復(fù)合擠壓后的 AZ31/AZ31和 AZ31/A1板材的拉壓不對稱性及彎曲性能（此時統(tǒng)一采用的擺放方式為鎂層在外側(cè)拉伸區(qū)）。此外，在5mm AZ31/Al復(fù)合板材基礎(chǔ)上，采用不同的電火花線切割方式至3mm板材，以此來構(gòu)造鎂鋁復(fù)合板料中組分（即鎂和鋁）不同的厚度比，如下 AZ31(2.5mm)Al(0.5mm)； AZ31(1.5mm)Al(1.5mm)；AZ31(0.5mm)Al(2.5mm)等。

4、在此基礎(chǔ)之上，研究了擺放方式及組分比對于鎂鋁復(fù)合板的力學(xué)性能及彎曲成型表現(xiàn)的影響。
　　最終得到結(jié)果如下：
　　1.復(fù)合擠壓可以被用來制備鎂鋁復(fù)合板材,在對擠壓后的鎂鋁板材中間擴(kuò)散層的觀察上可發(fā)現(xiàn)：其中間擴(kuò)散層與鎂鋁層間相互結(jié)合的較好，不存在明顯空隙，且中間擴(kuò)散層厚度較為適宜，約為3.6um左右。
　　2.在AZ31，AZ31/AZ31，AZ31/Al三種板材彎曲成型對比中發(fā)現(xiàn)：AZ31/AZ31和AZ31板材在彎曲時

5、均發(fā)生了斷裂，但AZ31/AZ31板材的最大彎曲載荷要明顯小于 AZ31板材。而對于 AZ31/Al這種復(fù)合板材而言，其彎曲成型性能較好，且無明顯微裂紋發(fā)生。
　　3.在研究擺放及厚度比對鎂鋁復(fù)合材料彎曲成型能力的影響時發(fā)現(xiàn)，AZ31/Al板材整體的拉壓不對稱性能隨著Al含量的增加而呈現(xiàn)下降的趨勢。此外，擺放方式和鎂，鋁層的成分厚度比嚴(yán)重影響著彎曲成型表現(xiàn)，其在彎曲載荷-位移曲線得到明顯具體的體現(xiàn)。首先彎曲成型所需的載荷和應(yīng)變中性