定向凝固az31鎂合金的組織與性能研究

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1、摘要目前,高性能變形鎂合金板材的研制已成為材料領(lǐng)域令人矚目的焦點之一。鎂合金軋制成形能力受錠坯顯微組織和晶粒取向的影響,開發(fā)鎂合金鑄錠制備新工藝,實現(xiàn)對鑄錠顯微組織和晶粒取向的有效控制可望成為改善鎂合金鑄錠軋制成形能力的有效手段。本研究采用自行設(shè)計的定向凝固裝置成功地制備了AZ31鎂合金鑄錠,并借助于金相顯微組織觀察、x射線衍射分析、室溫壓縮、高溫壓縮、高溫軋制、室溫拉仲等實驗和檢測手段,較系統(tǒng)地研究了定向凝固工藝對AZ31鎂合金鑄錠顯微組織和晶粒取向的影響,分析了定向凝固AZ3l鎂合金鑄錠的室溫和高溫壓縮變

2、形行為及熱軋變形特點。結(jié)果表明:(1)定向凝固工藝制備的AZ31鎂合會鑄錠具有粗大的柱狀晶組織,少量第二相呈細小球狀彌散分布于晶粒內(nèi)部;由于模具高度方向上溫度梯度的影響,晶體規(guī)律性地定向生長,呈現(xiàn)較明顯的[1010]擇優(yōu)取向,該擇優(yōu)取向與定向凝固過程中的熱流方向相平行。(2)采用兩側(cè)分段加熱方式的定向凝固鑄件,在力學性能以及塑性成形性能上均表現(xiàn)出各向異性的特點,與熱流方向和加熱面相平行的截面在室溫和高溫下具有相對較好強度與塑性。(3)定向凝固工藝可有效提高鎂合金鑄錠的熱軋成形能力,在軋制溫度為673K的條件下

3、進行熱軋,總變形量可達94%以上而不出現(xiàn)裂紋。變形量為40%時,軋扳的晶粒形貌發(fā)生了顯著變化,晶粒變得細小,晶界清晰,第二相完全消失,并出現(xiàn)孿晶組織。最終成形的軋板具有較高的室溫拉伸性能指標,且在保持橫向強度不變的情況下,提高了其縱向強度,很大程度上改善了板材在軋制后力學性能各向異性的缺點。關(guān)鍵詞:定向凝固;變形鎂合金;溫度梯度:晶粒取向;織構(gòu);各向異性塞魚絲旦壘壘!堡壘壘墼絲絲皇堡ll塹蜜ABSTRACTNowadays,researchonhighperformancewroughtmagnesiumal

4、loysheetshasdrawnfocusfromthematerialsciencerealm.Theformabilityinrollingprocessofmagnesiumalloywasrestrictedbymicrostructureandcrystalorientationofthecastingot.Itisexpectedthatdevelopingnewpreparationofmagnesiumingotcouldcontrolthemicrostructureandcrystalo

5、rientationeffectively,thusimprovetheformabilityinrollingprocess.Inthisthesis,theauthordesignedasetofdirectionalsolidificationequipmentandproducedAZ31ingotsuccessfully.Throughaserialofexperimentssuchasexaminedmicrostructure,X-raydiffractionanalyzing,roomtemp

6、eraturecompressiontest,hightemperaturecompressiontest,hotrollingandtensiletest;theeffectstomicrostructureandcrystalorientationofAZ31ingotcausebydirectionalsolidificationprocesswerestudiedcarefully.Andthecharacteristicsofroomtemperatureandhightemperaturecomp

7、ressionbehavioraswellashotrollingbehaviorwerealsoexamined.Theresultsshowed:(1)AZ31ingotproducedbydirectionalsolidificationhadcoarsecolumncrystal,alittlesecondsphericalphasedistributedequallyinthematrix.Crystalsgrewregularlyinsomedirectionandshowedanapparent

8、[1010】orientationpreferenceduetotheeffectoftemperaturegradientontheheightdirection.Suchdirectionwasparalleltotheheatflow"duringtheprocess.(2)Theingotproducedbythemethodof2-sideheatingshowedanisotropyon

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