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镁合金具有低密度、高强度、可回收等优点,近年来镁合金作为轻质结构材料在运输车辆、电子产品等领域得到了广泛的应用,提高镁合金的力学性能成为镁合金研究开发普遍关注的热点之一,织构对镁合金的性能有着显著的影响,因此六方密排结构材料的织构引起了很大的关注。以前多采用X-射线技术来研究织构,而新兴的EBSD技术为镁合金织构研究提供了一种比较新的手段,利用EBSD技术对镁合金AZ31的研究比较多,而利用EBSD技术对多相变形镁合金AZ80的研究比较少。
本文以热挤压镁合金AZ80、AZ31和冷轧AZ31镁合金三种合金为实验材料,主要研究了AZ80镁合金在挤压过程中形成的织构和力学性能的关系;AZ31镁合金在挤压过程中形成的织构和力学性能的关系;AZ31镁合金在轧制过程中形成的织构和力学性能的关系,本文所取得的主要结果如下:
利用EBSD这种新型的实验手段进行高A1含量两相变形镁合金AZ80的晶粒取向分析是可行的。
AZ80镁合金在挤压过程中发生了动态再结晶,再结晶使晶粒细化,在挤压板ND面上形成基面{0001}平行于ND面的择优取向,形成的主要织构为{0001}<1010>;{0001}晶面法线与挤压板ND方向夹角在沿TD方向的漫散度大于沿ED方向的,二者的差别是由于镁合金在挤压时沿不同方向的受力状态不同引起的。AZ80镁合金挤压后沿ED方向的强度和延伸率要高于沿TD方向的强度和延伸率,这主要是由织构引起的。沿ED方向加载时,基面滑移系不易启动导致合金的屈服强度较高,而棱锥面上的滑移系较易启动导致合金的延伸率和抗拉强度较高。而沿TD方向的情况与之相反。
热挤压AZ31镁合金大量的再结晶可能导致非基面滑移的启动,非基面滑移导致形成了{1120}<1100>织构。热挤压AZ31变形镁合金不同取向上力学性能的差异是由于其主要织构造成的。沿ED方向拉伸时,基面滑移难于进行,导致合金在ED方向上强度较高,塑性较差;棱柱面上的滑移系的启动,导致合金在TD方向上拉伸时强度较低,塑性较好。
AZ31镁合金在冷轧后形成{1015}丝织构,择优取向沿RD方向的极密度呈现双峰分布。冷轧AZ31镁合金在不同取向上力学性能的差异是由于所形成的织构造成。RD方向上的基面滑移系更易启动,导致镁合金在RD方向上屈服强度较低;TD方向上有更多的棱锥面滑移系启动,导致TD方向上合金的抗拉强度和延伸率略高于沿RD方向的抗拉强度和延伸率。
本文由国家高技术发展计划课题“高强度变形镁合金研制及其应用研究”(课题号:2001AA331050)提供资助。