镁合金高温变形力学行为和组织演变规律研究

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1、硕卜学位论文摘要镁作为一种轻质工程材料，有极大的应用前景，被誉为“21世纪的绿色工程材料’’。镁合金具有密度小、强度高、能承受较大冲击载荷的特点，其结构件被广泛应用在航空航天、汽车和家用电器等行业。镁合金的广泛应用迫切的需要新工艺、新技术的开发和研究。由于镁具有密排六方的晶体结构，其室温成型性较差，所以在高温下的变形研究已成为镁合金的一大研究趋势。本文主要针对目前应用最为广泛的两种变形镁合金Az80和AZ3l在高温压缩变形过程中的变形力学行为和组织演变规律进行研究，为镁合金工艺的制订提供理论指导。本文通过Gleeble．3500

2、热压缩实验研究了AZ80和Az3l镁合金高温热压缩变形的力学行为，变形温度分别为300℃．500℃，应变速率分别为0．03s～．90s。1和0．01s一．50s～；分析了加工工艺参数对应力．应变曲线的影响，建立了高温塑性本构方程并求出了本构方程中的系列常量；采用西德LeitZ公司MM．6卧式金相显微镜和H．800透射电镜等实验分析设备，观察了合金热变形过程中显微组织的变化情况，分析了合金高温塑性变形过程中的组织演变规律，并对AZ80镁合金的高温变形机制进行了初步探讨。研究发现，镁合金高温变形流变应力随变形温度的升高而降低，随应变

3、速率的升高而升高。在高应变速率下，由于试样温升而对应力进行修正，发现修正后的应力值高于未修正值。变形后的微观组织与变形工艺参数密切相关。变形后的晶粒大小随着变形温度的降低和应变速率的增大而增大。但由于变形过程中温升厉害，低温高应变速率下的组织反而较中等应变速率下的组织粗大。AZ80镁合金在中温变形时以孪生为主，伴随有动念回复，孪晶交错使初始晶粒肢解，从而使晶粒得到细化，此时晶界相对平直，晶粒度的分布不均匀；在高温变形时，Az80镁合金发生连续动态再结晶，再结晶组织相对较均匀。关键词：镁合金：热变形；流变应力：组织演变镁合会高温变

4、形力学行为和组织演变规律研究AbstractMagnesiumalloyshaVeagreatpotentialforwideapplicationsintheautomotiVeindustrybecauseoftheirhighstrength—to—graVityratios．Atpresent，theVastmajorityofmagnesiumproductsfortheautomotiveapplicationsareinthefonnofdiecastings．Wroughtmagnesiuma110yshaVes

5、ofarfoundvery1imitedusage，althou曲theyareexpectedtohaVehigherstrengthandductilitythanthecastcounterparts．Oneofthebarrierstotheapplicationsofwroughtmagnesiumalloysistheirlowworkability，asaresultofhexagonalcrystalstructure．Theref6re，itisnecessarytoexplorethehotworkingpo

6、tentialofthiskindofmaterials．ThepresentstudyaimstoiIⅣestigatemenows仃essbehaViorandmicrostmctureeVolutionofAZ3l锄dAZ80a110ys．Inthepresentstudy，hotcompressiontestsofAZ3landAZ80magnesiumalloywereperformedonGleeble3500atstrainratesbetweenO．01．50s。1andO．03．90s。Ianddefomati

7、ontemperaturesbetween300—500℃，respectiVely．Theinnuenceoftheparametersonthestress-stfaincurveswasanalyzedtodeteminetheconstantsintheconstitutiVeequations．Themicrostructuresofmagnesiuma110yduringcompressionwereobserVedbyusingMM一6horizontalopticalmicroscope(OM)ofLeitZCo

8、mpanyLimitedof、vestGermanandtransitionelectronmicroscope(TEM)ofH一800．TheresultsshowedthatasthetemperaturewasincreasedaIldthestrainr