細晶AZ31鎂合金變形行為研究.pdf

1、本文的目的是通過對一種典型的變形鎂合金—AZ31鎂合金在不同變形條件下的單向拉伸行為、微觀組織演變、斷裂行為、空洞行為以及成形性能的研究,確定使鎂合金獲得良好變形性能的工藝條件,從而為鎂合金板料成形技術的發(fā)展和應用提供可靠的依據(jù).為此,本文著重進行了以下幾個方面的研究:通過熱軋工藝制備了厚度為0.8mm,平均晶粒尺寸為4.5μm的細晶AZ31鎂合金薄板.在50~200℃的溫度范圍和1.4×10<'-3>~1.4×10<'-1>s<'-1

2、>的應變速率范圍內(nèi)通過單向拉伸試驗研究了熱軋AZ31鎂合金的溫變形行為,計算了不同溫度和應變速率下的應變硬化率.在250~450℃的溫度范圍和0.7×10<'-3>~1.4×10<'-1>s<'-1>的應變速率范圍內(nèi)通過單向拉伸試驗研究了細晶AZ31鎂合金在高溫下的超塑變形行為.計算了不同變形溫度下表征晶界滑移難易程度的閥應力的值和不同溫度下的變形激活能.通過金相顯微鏡和掃描電鏡觀察并分析了超塑變形后試樣的空洞金相、表面形貌和斷口特征.

3、結果表明,AZ31鎂合金從300℃開始表現(xiàn)出超塑性.在400℃,0.7×10<'-3>s<'-1>的變形條件下,最大延伸率達到362.5％.變形初期的位錯塞積引起的孿生變形是該合金超塑變形的硬化機制,而動態(tài)連續(xù)再結晶(DCRX)是實現(xiàn)該合金超塑變形的重要軟化機制和晶粒穩(wěn)定機制.超塑變形中的表面形貌表明,晶界滑移(GBS)為主要的變形機理,并且隨著溫度的升高,GBS的均勻性顯著增強,表現(xiàn)出從協(xié)同晶界滑移(CGBS)到單獨晶界滑移(IGBS

4、)的轉(zhuǎn)變.AZ31鎂合金超塑變形中的晶界滑移是由晶界擴散控制,而變形溫度和應變速率對AZ31鎂合金斷裂行為的影響主要體現(xiàn)在變形機制從晶內(nèi)滑移到晶界滑移的轉(zhuǎn)變.發(fā)現(xiàn)了超塑變形試樣斷口附近的晶界上有很多"O"形空洞和沿著拉伸方向的晶絲,晶絲的斷裂導致了晶間空洞的產(chǎn)生,并據(jù)此提出了晶間空洞形成的微觀模型.空洞的長大受塑性變形控制,鋸齒形的空洞邊界與表面形貌觀察結果相一致.在50~240℃的溫度范圍內(nèi),通過平底杯形沖頭拉深實驗研究了不同沖頭溫度