镁合金塑性变形中孪生的研究

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1、摘要变形镁合金以其优异的性能而倍受关注，但因室温塑性较低而限制了其在工业中的广泛应用。纯镁及大多数镁合金为HCP结构，孪生在镁合金室温塑性变形中起着霉要作用。丌展镁合余塑性变形过程中孪生的研究，对丰富镁合金塑性变形理论具有重要意义。本文通过ANl60、AZ3l和ZK60镁合金的室温压缩、室温拉伸和热轧等试验，并借助于会相观察、x一射线衍射、力学性能分析、断口形貌观察等分析手段，较系统地研究了变形温度、变形程度和变形速度等变形工艺条件对镁合会变形过程中孪生的影响规律以及孪生在塑性变形过程中的作用。主要研究内容和结果如F：(1)通过AM60和

2、AZ31镁合会室温下的单向压缩、单向拉伸和平面应变压缩试验，研究了晶粒取向、受力方式、变形速度和变形量对孪生的影响。结果表明，AM60铸锭室温下以0．2mrn／min的压下速度单向压缩时，变形初期发生{1012)孪生，变形后期发生{1011)孪生；AM60和AZ31挤压板在室温压缩中主要孪生模式为{1012)孪生，只有当晶粒受到C轴方向的拉应力或垂直于c轴方向的压应力时才产生{1012)孪生，它对位错滑移有阻碍作用，使ED向和TD向的极限抗压强度高于ND向。孪生变形对变形速度的敏感性随着孪生模式的不同而不同，AZ31挤压板室温下平面应变N

3、向拉伸变形时，随着变形速度的增大，{1012}孪生来不及形成而使材料的极限抗压强度和最大压下量都减小。(2)通过ZK60和AZ31挤压板单道次和多道次轧制以及轧制板的退火试验，研究了热轧变形中道次压下量对孪生的影响以及多道次轧制和退火过程中孪生和孪晶对塑性变形的作用。结果表明：ZK60和AZ3l挤压板分别在250℃和300℃单道次轧制时，随着变形量的增大，孪晶逐渐增多，接近于极限变形量时，孪晶减少，在晶界处、孪晶界处和孪晶内发生DRX使晶粒细化，而不完全DRX引起了晶粒大小差别悬殊，导致塑性变形不均匀而引发了裂纹的生成。AZ31挤压板在3

4、00℃多道次轧制时，孪晶成为DRX的形核点，促使板材组织的晶粒进一步细化和均匀化。ZK60轧制板在100—200℃之间30min退火时，孪晶可成为静态再结晶的形核点，使晶粒细化。关键词：镁合金；孪生；单向压缩；平面应变压缩；轧制．璧塞塞矍堡查垄室耋圭塑墼垒AbstractMagnesiumalloysareattractingmoreandmoreattentionsastheiradvancedproperties，butthepoorplasticityatroomtemperaturelimitstheirdevelopmentan

5、dextensiveapplicationsinindustry．Thelatticestructureofpuremagnesiumandmostmagnesiumalloysishexagonal—close—packed(hcp)structure，SOthetwinningplaysallimportantroleintheplasticdeformationofMagnesiumalloys．Inthispaper,throughcompressionandextensioninroomtemperatureandrolling

6、inhightemperatureofAM60，AZ31andZK60Magnesiumalloys，theinfluenceofdeformationprocessingontwinningofMagnesiumalloysduringdeformation，suchasloadingmode，deformingrateanddeformationdegree，isinvestigatedbyanalyzingmicrostructure，XRD，mechanicalpropertyandfractureplane．Firstly,th

7、einfluenceofthegrainorientation，loadingmode，deformingrateanddeformationdegreeontwinningisresearchedbyuniaxialcompression，uniaxialextensionandplane—straincompressionofAM60andAZ31．ItresultsthatduringnniaxialcompressionofAM60castingingotwiththecompressionrateof0．2mm／nfin，the

8、{1012)planetwinsinprimarydeformation，andthe{1011}planetwinswiththeincreasingofcompressiondegree．