利用擠壓制備鎂-鋁合金復合板材的組織與性能研究.pdf

1、鎂/鋁合金復合板材能夠實現(xiàn)鎂合金和鋁合金的優(yōu)勢互補，提高綜合使役性能，具有較大的應用前景。本文通過擠壓制備出了兩類不同的鎂/鋁合金復合板材，即以強化鎂合金為目的的高強復合板材AZ31/7050和以提高塑性和耐腐蝕性能為目的的1100/ZK60復合板材。綜合利用背散射電子衍射技術（EBSD）、光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡等對不同的復合板材中各組元的微觀組織、復合界面和復合板材各組元織構進行了深入的研究，并系統(tǒng)研究了不同類型復合板材的力學行為

2、及其與各組元材料力學行為的關系。主要得出以下結論：
　?、倮脭D壓加工可以實現(xiàn)鑄態(tài)鎂合金和鋁合金雙金屬的高效復合，獲得了AZ31/7050和1100/ZK60高質量復合板材，復合板材中鎂鋁界面有良好的結合，界面厚度在5-10微米左右，復合板材的層數(shù)可控，每層平直分布，層厚均勻。包含有時效強化組分的復合板材，擠壓溫度控制在固溶溫度以上，得到再結晶組織以及理想的復合界面層，通過后期時效處理實現(xiàn)材料強化，避免退火處理。
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3、70oC擠壓制備的AZ31/7050鎂/鋁合金復合板材中，鎂合金層以再結晶組織為主，呈現(xiàn)為細晶組織（小于5μm）與粗大的組織（大于50μm）相結合的混晶組織，僅含有少量變形組織，7050中以纖維狀組織為主，僅含有少量的等軸晶組織。鎂層具有典型的鎂合金擠壓板材織構，即基面法線平行于ND（85％），一些部分平行于TD（15%）。鋁合金組分具有較多的S織構（58.3%）和Cube織構（18.9%），Goss織構、Brass織構和Copper組

4、分幾乎為零。在250-350oC退火后，鎂合金組織發(fā)生粗化，鋁合金仍然以帶狀組織為主，在350oC退火3h后界面厚度由10微米增至20微米，退火未影響鎂層和鋁層織構類型。
　?、墼?70oC擠壓制備的AZ31/7050鎂/鋁合金復合板材中，高強鋁合金有效的提高了鎂合金的屈服強度。與單一鎂層強度相比，當高強鋁合金的體積分數(shù)為40.2%時，復合板材強度達到300MPa，密度僅僅提高了20%。在退火后，復合板材強度下降，但是延伸率得到了

5、明顯的提升，由1.5%提高到了5.4%。退火后，復合板材中鎂層強度無明顯變化，而鋁合金層強度明顯的下降，退火溫度升高，鋁層的強度進一步降低。鎂/鋁合金復合板材屈服強度的實驗值和混合法則計算值偏差較小，而抗拉強度值偏差較大。這是由于在復合板材拉伸試驗中，在組元鎂合金和鋁合金沒有達到抗拉強度時，復合板材由于界面開裂導致其提前斷裂。
　　④400oC擠壓制備了層數(shù)為3和7的兩類高塑性1100/ZK60復合板材，鎂層中為典型的混晶組織，鋁

6、層中仍以纖維組織為主，但含有較多細小再結晶晶粒，7層板材中鋁層比3層板中鋁層組分的再結晶晶粒的分數(shù)高。鎂層具有強烈的基面織構，即基面法線平行于ND方向，而7層復合板材鎂層在（0002）極軸呈現(xiàn)沿擠壓方向的雙峰分布。兩種復合板材鋁層具有相同的織構類型，即含有較多的Copper織構、Brass織構和Cube織構，而Goss織構和S織構含量較少，7層復合板材中鋁層織構的強度較3層的弱。退火后，鎂層中退火組織分數(shù)進一步增加，但織構變化不明顯。<