az31镁合金双侧变通道角挤压—冷轧二次变形工艺及组织性能研究word格式论文.docxVIP

摘要在等通道角挤压(ECAE)基础上，开发设计了一种新的变通道角挤压技术(Change Channel Angle Extrusion, CCAE)，并在此基础上加入轧制工艺，制定出 CCAE 变形—— 中间退火——冷轧——最终退火这一工艺流程。本文对 AZ31 镁合金进行两次塑性变形 试验，试寻求能够优化 AZ31 镁合金性能的较佳工艺路线。论文选取应用较为广泛的 AZ31 镁合金作为研究对象。采用金相显微分析、显微力 学测试、力学性能测试等手段，对各个变形阶段中，试样的显微组织变化及力学性能变 化作了观测与分析。具体包括：CCAE 温度对试样成型区的影响，CCAE 变形过程中试 样显微组织演变情况，CCAE 态试样室温力学性能；中间退火处理中，退火温度对 CCAE 态试样显微组织与室温力学性能的影响；冷轧变形量对 CCAE 退火冷轧态试样显微组织 及力学性能的影响；最终退火处理中，退火温度、退火时间分别对试样显微组织及室温 力学性能的影响。另外，对影响 CCAE 变形的主要因素作了讨论，并分析了试样冷轧过 程中三向变形情况，运用扫描电镜对 CCAE 态试样及最终退火态试样的断口作了观察， 分析其断裂机理。运用 JMAK 方程对最终退火处理的再结晶过程作了分析。主要结果如 下：CCAE 变形工艺对 AZ31 镁合金的晶粒细化效果非常明显，并且该工艺简单生产效 率高。但 CCAE 态试样的显微组织中仍具有明显长条状晶粒，晶粒分布不均匀，其中最 高抗拉强度为 265MPa，最高屈服强度为 167MPa，最大延伸率为 14.2%，需要对其作进 一步的加工以提高 CCAE 态试样力学性能。中间退火能够消除 CCAE 变形后试样产生的长条晶。针对冷轧变形量为 15%的试样 进行的最终退火处理中，试样最高抗拉强度为 286MPa，最高屈服强度为 185MPa，最大 延伸率为 19.8%。CCAE——冷轧工艺中，冷轧变形量 15%的 AZ31 镁合金试样较优变 形工艺为：250℃CCAE 变形后进行 300℃，2h 中间退火处理，于室温冷轧变形 15%， 最后进行 250℃下保温 2h 的最终退火处理。通过经典的动力学公式计算，得到最终退火 处理的动力学曲线。与单一的 CCAE 变形工艺相比，CCAE——冷轧二次变形工艺有效提高了试样的性 能。CCAE 态镁合金试样的断裂方式为准解理，经二次变形后，最终退火态试样的断裂 方式为韧性断裂。关键词：AZ31 镁合金；变通道角挤压(CCAE)；冷轧；二次变形；退火ABSTRACTIn this paper, for improving on Equal Channel Angular Extrusion (ECAE), a new extrusion technology was devised which called Change Channel Angle Extrusion (CCAE). This experimentation introduced two deformation processes to improve magnesium alloy’s mechanical properties. The first process was CCAE, the second process was cold rolling.AZ31 magnesium alloy was studied in this paper. With the methods of optical microscopy (OM), mechanical properties test, hardness test, the changing of samples microstructure and mechanical properties was detected and analyzed. Concretely, the experimentation involved: the effect of CCAE temperature to samples’ molding zone, the sample microstructure changing at CCAE deformation, CCAE samples’ room temperature mechanical properties; the effect of middle annealing temperature to CCAE samples’ microstructure and mechanical properties; the effect of cold rolling deformation to samples’