az31镁合金超塑性研究

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1、硕士学位论文摘要镁合金以其众多的优点，在航空航天、汽车、3C产品等领域具有非常广泛的用途，但是由于镁合金多为hcp结构，塑性变形能力较差，因此，镁合金超塑性的研究对扩大镁合金的应用领域有重要意义，也是镁合金的今后发展方向之一。-3-1镁合金在应变速率为1×10s时具有超塑性性能的研究在国内外是比较少见的，且只有细晶镁合金在高应变速率条件下才具有超塑性能，本文针对上述问题通过多阶段变形实现了粗晶AZ31镁合金的超塑性，因此具有重要的实际意义和工业应用前景。目前国内外对等径角挤压镁合金超塑性的研究也不够充分，本文对AZ

2、31镁合金等径角挤压挤压成形及随后的超塑性成形进行了研究。本文首先对温轧AZ31镁合金多阶段超塑性变形进行了研究，结果表明:通过第一阶段的预变形过程中发生的动态再结晶可有效的细化晶粒，提高镁合金的超塑-3-1性，其最佳拉伸变形条件为：变形温度300℃，应变速率1×10s、变形量为50-3-1％；在第一阶段晶粒细化的基础上，在400℃及应变速率为10s的变形条件下，-3-1AZ31镁合金最大延伸率可达282.1%；而温轧粗晶AZ31镁合金，在400℃、10s变形条件下最大延伸率仅为138.2％。其次，本文还对等径角挤

3、压AZ31镁合金超塑性进行了研究。采用自行设计的等径角挤压模具成功的制备AZ31镁合金试样，通过试验研究得到了合理的等径角挤压工艺参数：挤压温度约275℃；挤压速度720mm/min；石墨＋机油润滑。研究还表明AZ31镁合金经等径角挤压后，晶粒得到细化，且随着挤压道次的增加，晶粒细化程度增加；沿Bc路径挤压的晶粒细化效果优于C路径的；由于等径角挤压过程剪切变形作用，原有的晶粒取向被改变，由{1010}棱柱面取向演变为{1011}晶面取向。AZ31镁合金在变形温度为400℃、拉伸速度为0.6mm/min的条件下，随着

4、挤压道次的增加，沿Bc路径挤压的试样延伸率明显增加，而沿C路径挤压的试样的延伸率则增加幅度不大；AZ31镁合金沿Bc路径经4个道次等径角挤压后，在400℃、0.6mm/min的变形条件下，最大延伸率可达245%，在450℃、0.6mm/min的变形条件下为298.0％，其超塑性变形机制可能为晶格扩散的晶界滑移机制。关键词：超塑性；镁合金；晶粒细化；多阶段超塑性变形；等径角挤压IAZ31镁合金超塑性研究AbstractThesuperplasticityofmagnesiumalloysareappliedinthe

5、fieldsofaerospace,automobile,3C(Computer,CommunicationandConsumerelectronics)andetc.Duetothehexagonalclose-packedstructure,magnesiumalloyshavepoorplasticityandhenceinvestigationsontheirsuperplasticityareofgreatsignificancetoextendtheirapplications.Superplastic

6、ityofmagnesiumalloyshasalsobecomeoneofmajortopicsinthealloydevelopment.Superplasticitycanalwaysbeachievedonlyinfinegrain-3-1magnesiumalloysatahighstrainrateandthatatthestrainrateof1×10shasbeenscarcelyinvestigatedathomeandabroad.Coarsegrainedwarm-rolledAZ31allo

7、yisselectedforthepresentstudyandsuperplasticityhasbeenachievedviathemulti-stagedeformation,whichisexpectedtofinditsapplicationinindustriesinthefuture.Inviewofthesuperplasticityofmagnesiumalloysexperiencedequalchannelangularextrusion(ECAE)hasnotbeenthoroughlyst

8、udied,theECAEprocessandthesuccessivesuperplasticformingoftheas-extrudedAZ31alloyarealsoinvestigated.Atfirst,themulti-stagedeformationofwarmrolledAZ31wasinvestigated.Theexperimental