轧制变形及350℃×3h退火对Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金组织、力学性能与阻尼性能的影响

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本文以Mg-0.6%Zr-1.0%Cd阻尼镁合金为研究对象,采用单向及交叉轧制两种工艺对其进行高温热轧,并截取部分轧制板材进行退火处理,获得不同状态的轧制和退火板材样品。沿板材轧向(0°)、横向(90°)以及板平面内与轧向成22.5°、45°、67.5°五个方向取样,采用光学显微镜、透射电镜、扫描电镜、电子拉伸机以及DMA-Q800动态热分析仪等实验仪器和技术手段,测试分析了板材的微观组织、阻尼性能以及力学性能;利用EBSD(Electron Backscatter Diffraction)技术测得退火态板材的微观织构,结合微观晶体塑性理论分析讨论了织构对板材阻尼与力学性能各向异性的影响,结果表明:板材热轧过程中均发生明显的动态再结晶,组织内部形成了板条状孪晶、亚晶结构以及动态再结晶小晶粒;热轧板材拉伸断口显示为脆性断裂。经350℃×3h退火处理后,两种板材晶粒均呈等轴状,加工组织消失,交叉轧制退火板材的晶粒尺寸相对单向轧制更加细小、均匀;晶粒内的位错密度显著降低,位错塞积的现象基本消除;退火后板材的塑性有所恢复,断口表现出塑性断裂的特征。交叉轧制热轧态板材的屈服强度高于单向轧制,抗拉强度差异不明显;两种热轧板材表现出相同的力学性能各向异性特征:沿0°往90°方向,屈服强度和抗拉强度逐渐增大。经退火,两种板材强度有所降低,只是交叉轧制退火板材在0°,22.5°以及45°方向上的抗拉强度不降反升;此外,板材延伸率明显恢复。轧制板材的阻尼性能比较低,且两种板材的阻尼值差别不大;退火后,同样的应变振幅条件下板材的阻尼值达到了热轧态的两倍以上;板材具有强的各向异性阻尼,且阻尼性能好的方向其力学性能较低。由于两种退火板材均具有较强的{0001}基面织构,且EBSD测试的反极图显示两种退火板材不同方向的晶体取向分布不同,以至于板材退火后仍然存在力学性能各向异性并表现出较强的各向异性阻尼。
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