az31和gw123k合金板材的轧制工艺及组织性能研究

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1、上海交通大学硕士学位论文AZ31和GW123K合金板材的轧制工艺及组织性能研究摘要镁合金板带材在航空、航天、汽车和国防工业中有巨大的应用前景。但由于镁合金室温塑性变形能力差，轧制过程中板材易产生裂纹，生产效率不高，导致镁合金板带材价格昂贵，已成为镁合金板材广泛应用的一个瓶颈。本文研究了AZ31和Mg-12Gd-3Y-0.4Zr(GW123K)合金板材的轧制工艺及组织性能的演变规律，旨在为镁合金板材的工业化应用提供借鉴。挤压态AZ31合金的轧制成形试验表明，合金在高于300℃时具有良好的轧制成形能力。组织性能研究结果表明，晶粒

2、随轧制温度的升高而增大。相同的变形温度下，组织随道次压下量的增大而细小，但道次压下量的大小对板材的力学性能无显著影响。400℃下以30%～40%的道次压下量进行轧制可用于进行小批量AZ31板材的生产。为了解决板材在轧制过程中的边裂问题，本文设计了内加热式轧辊，对铸态AZ31板材进行了等温轧制，发现提高轧辊温度有利于改善板材的表面质量及连续轧制性能。挤压态GW123K合金板材的轧制试验表明，此合金在450℃下变II上海交通大学硕士学位论文形能力良好，可实现最大70%的道次压下量。总变形量相同的情况下，道次压下量越大，轧制板材的

3、晶粒越细小，织构分布的散漫度越大，综合力学性能越优。450℃、50%压下量轧制的板材组织及力学性能最优，屈服强度323MPa、抗拉强度396MPa，延伸率10.4%。轧制态合金中存在两种第二相：方块相和石头状相。轧制后T5态的组织性能研究表明，峰时效时合金中的析出相为β'亚稳相，该相使合金的强度显著提高，最佳室温力学性能为屈服强度396MPa，抗拉强度486MPa，延伸率2.9%。细晶强化、第二相强化和加工硬化是变形态GW123K合金的主要强化机制。关键词：镁合金板材，轧制，微观组织，力学性能，强化机制IIII上海交通大学硕

4、士学位论文StudyontheRollingProcess,MicrostructuresandMechanicalPropertiesofAZ31andGW123KAlloySheetsABSTRACTLightmagnesiumalloysheetsarewidelyrequiredinaerospace,automotive,andmilitaryindustries.Duetotheirpoorplasticdeformabilityatroomtemperature,magnesiumalloysheetstend

5、tocrackduringrollingprocess,resultinginalowerproductivity,higherpriceofmagnesiumsheets,andgreatlyrestrictedtheuseofmagnesiumalloys.Sointhispaper,rollingprocess,microstructuralevolutionandmechanicalpropertiesofAZ31andMg-12Gd-3Y-0.4Zr(GW123K)alloyswereinvestigated,in

6、ordertogiveanexampleforthecomingindustrializationofthemagnesiumalloysheetsinfuture.TheexperimentalresultsshowedthatAZ31alloyhasgoodmillabilityundertheconditionofdeformationtemperaturelargerthan300℃.Thegrainsizeisincreasedwiththeriseofrollingtemperature，whiledecreas

7、edwiththeincreaseofrollingreduction.Therollingreductionhasn’tIIIIII上海交通大学硕士学位论文remarkableeffectonmechanicalpropertiesofAZ31Mgalloysheets.Therollingtemperatureof400℃andthereductioninthicknessperpassof30～40%canbeappliedforsmall-lotproductionofmagnesiumalloysheets.Ele

8、ctricheatedrollersweredesignedtosolvetheproblemofedgecrackinginrollingprocess.Isothermalrollingwereperformedonas-castAZ31alloy,theresultsshowthat