AZ91D镁合金表面机械研磨处理后显微结构研究.pdfVIP

第37卷 第3期 稀有金属材料与工程 、，oI．37．No．3 2008年 RAREMETALMATERLALSAND March2008 3月 ENG仆陋E刚NG 侯利锋，卫英慧，刘宝胜，许并社 (太原理工大学，山西太原030024) 摘 透射电子显微镜(TEM)及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)研究由表层沿厚度方向的组织结构变化特征。结果表明： 经过表面机械研磨处理，样品表层形成了厚度约为40 nm逐渐增加到约200衄。 pm的变形层，平均晶粒尺寸由约40 关键词：Az91D镁合金；表面机械研磨；组织 中图法分类号：TGl46．2 文献标识码：A 文章编号：l002．185x(2008)03．0530．04 表面机械研磨可在高频率、多方向载荷作用下， 形弹丸，容器的上部固定试样，下部与振动发生装置 在金属材料表面通过强烈的塑性变形而得到一层无孔 相连。工作时，弹丸从各个方向以较大的能量与试样 隙、无污染，且与基体无结合界面的纳米晶层【l】，从 碰撞。本试验中选用的参数如下：弹丸直径为6mm， 而提高材料的综合力学性能和行为。但表面纳米晶化 振动频率为50Hz，处理时间分别为7．5min和30min。 D／MAX2400 的研究才刚刚起步，近年来已有文献初步对不同金属 采用日本理学RigaI(u x射线衍射仪 表面采用表面机械研磨技术成功制各纳米晶结构层， 对样品表面层的结构进行分析，并用H．800透射电镜 包括铝及铝合金口，31、低碳钢‘41、不锈钢Ⅳ1等立方结构 材料，以及工业纯钛[71、钻【81等六方结构材料。但目前 (HRTEM)观测样品纳米晶组织的形成过程。金属薄 研究的材料不是很广，其有许多基础性问题没有完全 膜样品的制各先用机械研磨，之后再用离子减薄。 弄清楚，尤其是不同应变速率下材料的变形机制和晶 2结果及讨论 粒细化机制等。 镁合金由于具有低密度、高的比强度和比刚度、 2．1 XRD分析 良好的阻尼性能和铸造性能，以及可回收再利用等特 图1所示为AZ91D镁合金样品表面机械研磨不同 点而受到越来越多的重视。其中的Mg．A1．Zn(AZ)时间表面的X射线衍射图谱。从图中可以看出，同铸 系列合金，例如Az91D合金由于具有良好的可铸造性态的粗晶粒相比，表面机械研磨后的试样X射线Bragg 和室温性能及低成本而得到广泛地应用。然而，由于 衍射峰中不论是a相和还是B相都发生了明显宽化， 其具有密排六方结构，因此塑性变形能力较差，阻碍 这是由晶粒细化、微观应力增加引起的。 了其作为结构材料的进一步应用。本实验采用表面机 2．2 TEM分析 械研磨处理技术对Az9lD镁合金进行处理，在材料的 图2为SMAT样品的横截面组织。从图中可以 表层获得纳米晶组织，研究不同应变速率情况下，材 看出，经过SMAT后，材料表面附近发生了强烈塑 料的变形情况及晶粒细化机制，以期为镁合金晶粒细 性变形，变形程度随深度的增加而逐渐减小，整个 化及力学性能的改善提供一条可靠的途径。 变形层的厚度约为40“m。在变形层之下是Az9lD 合金原始的铸态组织，是由a相和声相组成的，口 1 试验方法