鎂合金室溫拉伸壓縮屈服不對稱性的研究.pdf

1、拉伸壓縮屈服不對稱作為一種有趣的力學(xué)性能現(xiàn)象，在鎂及鎂合金等許多金屬材料中都存在。這種不對稱現(xiàn)象是鎂合金廣泛應(yīng)用時需考慮的因素之一，尤其是產(chǎn)品同時受到相反方向載荷的時候，如車輛。同時，具有密排六方(HCP)結(jié)構(gòu)的鎂合金在常溫下可啟動的滑移系數(shù)目比較少，大大降低了鎂合金的塑性，限制了鎂合金的推廣。因此變形鎂合金拉伸壓縮塑性變形及其常溫屈服不對稱性能的研究是鎂合金領(lǐng)域的重要課題之一。
　　 本論文從鋁含量和熱處理方式兩個方面研究了常

2、溫下鎂合金的拉伸壓縮屈服不對稱性。以更符合實(shí)際應(yīng)用的擠壓態(tài)鎂合金AZ31、AZ61、AZ80和固溶處理(T4)及時效處理(T6)下的擠壓態(tài)AZ80作為主要研究對象，通過組織觀察(OM)、X射線衍射分析(XRD)、電子背散射衍射(EBSD)等檢測技術(shù)，討論分析了鋁含量和不同熱處理對孿生及拉壓屈服不對稱性的影響。主要研究結(jié)果如下：
　　 在{10-12}拉伸孿生的原子運(yùn)動QPAG單元模型的基礎(chǔ)上，對孿生過程中原子運(yùn)動進(jìn)行了描述。研究

3、發(fā)現(xiàn)孿生中原子運(yùn)動可以歸結(jié)為QPAG單元的旋轉(zhuǎn)。同時，通過對原子位移矢量進(jìn)行計(jì)算，建立了拉伸孿生原子運(yùn)動與軸比的關(guān)系，并將其運(yùn)用到后續(xù)研究中。這是本論文的一個創(chuàng)新點(diǎn)。
　　 對三種規(guī)格相同的AZ31、AZ61、AZ80擠壓態(tài)鎂合金進(jìn)行室溫拉伸和壓縮變形。AZ31、AZ61、AZ80的CYS/TYS為分別為0.48、0.56、0.65，表明隨著Al含量增加，拉壓不對稱性得到改善。通過OM、EBSD及XRD分析表明，擠壓態(tài)AZ系鎂合

4、金拉伸壓縮屈服不對稱性可以歸結(jié)于拉伸、壓縮之間的{10-12}拉伸孿生發(fā)生率的不同。隨著Al含量的增加，{10-12}孿生受到抑制，拉壓屈服時孿晶量的差別逐漸減小，其不對稱性得到改善。另一方面，鋁含量對孿生影響可以歸結(jié)到三個方面：一是鋁的添加改變晶體晶格常數(shù)。根據(jù){10-12}孿生原子運(yùn)動與軸比的關(guān)系，計(jì)算結(jié)果表明，Al含量增加，抑制了孿生本身的運(yùn)動，增加了孿生行為發(fā)生的難度；二是由于Al的添加，使組織變均勻，晶粒尺寸變小，從而抑制了孿

5、生；三是過量鋁的添加會在晶界析出第二相，這些析出相也或多或少的影響著孿生行為。
　　 擠壓態(tài)AZ80經(jīng)過固溶處理后，原彌散在晶界處的第二相融進(jìn)基體，而時效處理后，在晶界和晶粒內(nèi)部都聚集了大量的析出相。擠壓態(tài)、固溶態(tài)和時效態(tài)的CYS/CTS分別為0.65，0.67，0.78，表明時效處理是一種有效的改善不對稱性的方式。通過{10-12}孿生原子運(yùn)動與軸比的關(guān)系，表明固溶處理中合金元素固溶進(jìn)基體，對{10-12}孿生起抑制作用，而固