热塑性变形对镁合金微观组织与性能的影响

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要电磁连铸镁合金具有晶粒细小、组织均匀、优良的力学性能和塑性变形能力等优点。本文研究了电磁连铸AZ31镁合金的塑性变形及其组织、性能变化。分别采用了锻造、轧制和挤压三种塑性变形方式，研究了变形前后镁合金的显微组织、力学性能和断口形貌。研究表明：(1)锻造变形能使电磁连铸AZ31镁合金晶粒更细化，成分更均匀，组织更细小，内部更致密；锻造后AZ31镁合金的硬度得到明显提高。经过一次换向锻造和两次换向锻造后的硬度分别为55和63，比铸态镁合金分别提高了22％和40％；高温锻造裂口呈现沿晶断裂特征，室温裂口呈

2、现穿晶断裂特征。(2)轧制变形后的AZ31镁合金晶粒细小、组织均匀，内部致密，且微观组织无明显的变形方向性；晶粒内部有大量的变形孪晶，呈现沿轧制方向取向排列。*LSJJ后的镁合金综合力学性能较好，沿与*LSJJ方向成45。方向截取的试样其综合力学性能最好，其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到194MPa、383MPa和27．7％；断口形貌观察表明轧制态变形镁合金的断口均具有韧性断裂特征。(3)挤压变形后AZ31镁合金产生强烈的织构，该织构呈现基面取向的特征，(0002)基面和<1010>晶向平行于挤压方向。随着挤压比的增大，形

3、变织构也增强。挤压变形过程中的动态再结晶能够显著细化晶粒，局部细晶区的平均晶粒为29m。微观组织中几乎看不到M917舢12等金属间化合物。与铸态合金相比，挤压后的AZ31镁合金具有更细小的晶粒和更均匀的微观组织。挤压后材料的综合力学性能显著提高。随着挤压比的增大，变形镁合金的综合力学性能也越优越。挤压比为25时，屈服强度、抗拉强度和断面收缩率分别为259MPa，357MPa和30．5％，比铸态合金分别提高了86．33％，64．52％和67．40％。随着挤压比的增大，晶粒细化效果更明显，微观组织更均匀，综合性能更优越。断口形貌表

4、明挤压变形后材料由韧脆混合型断裂转变为韧性断裂。(4)采用MSC．Superform中的Yada模型，模拟了镁合金的挤压变形过程，得到了变形组织云图，模拟结果表明随挤压比的增大，得到的晶粒尺寸愈小，内部组织更加均匀，这与实际试验结果相符合。关键词：变形镁合金；锻造；轧制；热挤压；力学性能热塑性变形对镁合金微观组织与性能的影响EffectofHotPlasticDeformationonMicrostructureandPropertiesofMagnesiumAlloyAbstractElectromagneticcontin

5、uouscast(EMC)hasmanyadvantagessuchas"smoothingotsurface，compact，homogeneousandhighercastingvelocity．Magnesiumalloysarethelightestmetallicstructuralmaterialsandtheyareveryattractiveinautomobileandaerospaceindustries．TheEMCmagnesiumalloycrystalhasmuchfinerandmoreunifo

6、rmthannormalcastedbillet．Inthispaper，hotplasticdeformmionprocessoftheEMCAZ3landAZ61alloyhasbeenstudied．Andthemicrostructure，mechanicalpropertiesandfracturemorphologyhasbeenresearchedbeforeandafterdeformmion．Theresultsasfollows：(1)As-forgedAZ31alloyhasmuchrefinedgrai

7、nsandcompositionismoreuniform，homogeneousandthematerialismoredensified．ThehardnessofdeformedAZ31alloywassignificantlyimproved．Thehardnessofas-forgedalloychangedforging—directiononceandtwiceiS55and63．whichwererespectivelyenhancedby22％and40％．comparedwiththatofas-casts

8、amples．Thefracturemorphologyhaschanged，intergranularfractureathighforgingtemperature，whiletransgranularfractureatroomforgingtemperature．(2