AZ31鎂合金靜態(tài)再結(jié)晶過程及機(jī)理的研究.pdf

1、鎂合金因其優(yōu)越的物理性能如密度小，比強(qiáng)度高等，在工業(yè)上尤其是汽車和航天航空領(lǐng)域越來越受到重視。但是由于其密排六方晶體結(jié)構(gòu)室溫下滑移系較少且不容易開動(dòng)，導(dǎo)致了了它的延展性和冷加工性能比較差而限制了它的應(yīng)用。因此為了得到復(fù)雜的鎂合金零件，我們通常使用鑄造的方法，但是鑄件存在夾雜、成分偏析等難以克服的缺點(diǎn)。而焊接方法通過將簡(jiǎn)單的部件組裝成復(fù)雜件因而豐富了鎂合金的應(yīng)用，但是如何提高焊接件的可靠性又是一個(gè)難題。在鎂合金產(chǎn)品加工成型過程中，再結(jié)晶過

2、程能既能軟化金屬、提高其組織均勻性又能控制金屬晶粒尺寸因而有重要作用。而本文對(duì)再結(jié)晶的研究分為理論和應(yīng)用兩個(gè)部分。
　　論文首先研究了孿晶界對(duì)鎂合金靜態(tài)再結(jié)晶過程的影響，我們將鑄態(tài) AZ31鎂合金進(jìn)行4％、8%和12%的壓縮和鍛造后，再在200和300℃下進(jìn)行了不同時(shí)間的退火保溫實(shí)驗(yàn)，然后通過金相、XRD和EBSD等實(shí)驗(yàn)手段比較了不同變形方式和變形量對(duì)孿生的影響以及不同退火保溫條件下再結(jié)晶現(xiàn)象的差異，最后著重研究了不同的孿晶界對(duì)鎂

3、合金靜態(tài)再結(jié)晶影響并探討了其形核與長(zhǎng)大的機(jī)制。研究結(jié)果表明：在同樣的變形量條件下，鍛造產(chǎn)生的孿晶較短且取向錯(cuò)亂，而壓縮變形產(chǎn)生的孿晶則較狹長(zhǎng)，同取向的孿晶大量聚集、平行排列，這與鍛造和壓縮兩種變形方式的形變速率不同有關(guān)。{10-11}壓縮孿晶比{10-12}拉伸孿晶更加有利于再結(jié)晶形核，而{10-11-{10-12}二次孿晶的產(chǎn)生與變形量有關(guān)而受變形速率的影響不大并。這種孿晶變體在退火過程中比較穩(wěn)定，這與傳統(tǒng)的孿生形核理論有所差異。我們

4、還提出了低溫下的“孿晶界凸出形核”理論解釋了部分孿晶界的形核過程。
　　然后研究了焊接余熱誘發(fā)冷變形金屬的靜態(tài)再結(jié)晶作用對(duì)TIG焊接接頭組織及性能的影響。我們對(duì)均勻化處理后的擠壓態(tài)AZ31鎂合金板材在室溫下進(jìn)行4%、7%和10%的軋制處理，然后在相同參數(shù)下進(jìn)行了TIG焊接并觀察TIG焊接后的顯微組織，并通過拉伸實(shí)驗(yàn)和顯微硬度測(cè)試比較了不同變形量的軋板在 TIG焊接后AZ31鎂合金的力學(xué)性能。研究結(jié)果表明：隨著板材軋制應(yīng)變量的增加，

5、焊后接頭熱影響區(qū)的晶粒尺寸由于靜態(tài)再結(jié)晶影響而呈下降趨勢(shì)。因?yàn)樵谳斎霟崃肯嗟鹊臈l件下，冷變形應(yīng)變?cè)黾雍?，組織缺陷缺陷隨之增多，熱影響區(qū)再結(jié)晶更容易發(fā)生，焊接余熱也就更多用于形核長(zhǎng)大，而不是晶粒直接粗化過程。而且由于加工硬化的影響，母材的強(qiáng)度硬度也有所提高。7%的軋制焊接試驗(yàn)達(dá)到了252 MPa的最大抗拉強(qiáng)度，而且接頭強(qiáng)度比也達(dá)到了87.6%。但是10%的軋制焊接試驗(yàn)發(fā)生了異常斷裂，通過SEM分析發(fā)現(xiàn)異常斷裂是由于焊縫組織存在孔洞以及殘余