搅拌摩擦加工AZ31镁合金室温变形行为研究

发布时间：2017-08-02 12:09

  本文关键词：搅拌摩擦加工AZ31镁合金室温变形行为研究

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【摘要】：AZ31镁合金作为目前使用最广泛的变形镁合金,研究其塑性变形过程对扩大镁合金的应用范围具有重要意义。本实验对AZ31镁合金轧制板材进行室温搅拌摩擦加工,观测搅拌区的显微组织、显微硬度变化规律。对加工前后的镁合金沿平行于加工方向(PD)和垂直于加工方向(TD)两个方向进行室温单轴拉伸实验,得到拉伸性能指标的变化规律。对加工前后的镁合金进行织构检测,对镁合金室温变形行为进行研究。得到以下结论:搅拌摩擦加工后,在搅拌区获得平均晶粒尺寸为1.56~5.95μm的均匀等轴细晶组织,显微硬度随平均晶粒尺寸的减小而增大,平均晶粒尺寸随搅拌头旋转速度的增加而增大。经过搅拌摩擦加工,镁合金大角度晶界比例由86.2%下降为54.0%~59.9%,基面法向由垂直于PD方向转变为与PD方向夹角为60°~68°,织构强度由8.22增大到65.92~69.91。加工后的镁合金在PD、TD两个方向上的屈服强度和晶粒尺寸的关系符合Hall-Petch关系,但拉伸性能在两个方向上表现出明显的各向异性。实验表明当晶粒尺寸一样,织构的方向易于滑移时,屈服强度值会降低,说明晶粒尺寸、晶界取向、织构都能影响屈服强度值。加工后镁合金在PD方向的变形行为主要为基面滑移,伴随拉伸孪生,变形过程表现为较低的屈服强度值和持续稳定的加工硬化率;在TD方向的变形行为为柱面滑移,变形过程表现为较高的屈服强度值和快速下降的加工硬化率。孪生是镁合金表现出不同加工硬化行为的原因。织构、晶粒尺寸都会对孪生变形产生影响,孪生变形又进一步对加工硬化行为产生影响。
【关键词】：搅拌摩擦加工 AZ31镁合金 织构 变形行为 EBSD
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.22;TG453.9
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-28
• 1.1 引言8
• 1.2 搅拌摩擦焊接及加工简介8-14
• 1.2.1 搅拌摩擦焊接的原理及特点8-10
• 1.2.2 搅拌摩擦加工技术原理10-11
• 1.2.3 搅拌摩擦加工技术的应用11-14
• 1.3 变形镁合金简介14-20
• 1.3.1 变形镁合金分类14-15
• 1.3.2 AZ31镁合金简介15-16
• 1.3.3 镁合金的塑性变形16-18
• 1.3.4 变形镁合金的应用18-20
• 1.4 材料的取向及其检测方法20-24
• 1.4.1 晶体取向和织构20
• 1.4.2 织构的表示方法20-22
• 1.4.3 晶界的取向22
• 1.4.4 织构的检测方法22-24
• 1.5 镁合金室温下塑性变形行为的研究现状24-26
• 1.6 课题研究的内容及意义26-27
• 1.6.1 课题研究的内容26-27
• 1.6.2 课题研究的意义27
• 1.7 本章小结27-28
• 2 实验材料与方法28-34
• 2.1 实验材料28
• 2.2 实验方案28-29
• 2.3 实验方法与实验设备29-32
• 2.3.1 搅拌摩擦加工实验29-30
• 2.3.2 微观组织观察30
• 2.3.3 显微硬度测试30-31
• 2.3.4 单轴拉伸性能测试31-32
• 2.3.5 EBSD测试32
• 2.4 本章小结32-34
• 3 搅拌摩擦加工镁合金组织特征及力学性能34-46
• 3.1 搅拌摩擦加工镁合金宏观形貌34-36
• 3.2 搅拌摩擦加工镁合金微观组织形貌36-38
• 3.3 搅拌摩擦加工镁合金力学性能38-44
• 3.3.1 显微硬度38-39
• 3.3.2 单轴拉伸性能39-40
• 3.3.3 断.分析40-44
• 3.4 本章小结44-46
• 4 搅拌摩擦加工镁合金织构分析46-54
• 4.1 取向差角分析46-47
• 4.2 织构分析47-49
• 4.3 Schmid因子分析49-52
• 4.4 本章小结52-54
• 5 织构对搅拌摩擦加工镁合金变形行为的影响54-62
• 5.1 织构对屈服强度的影响54-56
• 5.2 加工硬化率56-57
• 5.3 织构对孪生变形的影响57-59
• 5.4 织构对加工硬化率的影响59-60
• 5.5 本章小结60-62
• 6 结论62-64
• 致谢64-66
• 参考文献66-74
• 附录 攻读硕士学位期间获奖及发表论文情况74

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本文编号：609198