镁合金大压下轧制变形区内的微观组织变化.pdfVIP

辽宁科技大学学报 Vo l. 35 No.4 第 35 卷第 4 期 2012 年 8 月 Journal of University of Science and Technology Liaoning Aug. 2012 镶合金大压下轧制变形区内的 微观组织变化 孙克明，胡小东，于群 (辽宁科技大学材料成型与组织性能控制省重点实验室，辽宁鞍山 11405 1) 摘 要:通过对定向凝固绞合金板材单道次大压下(50%) 轧和l 变形区内微观组织形貌的观察，以及数值模 拟得到的等效应变、静水压力、剪切应力在变形区内的分布情况，分析了钱合金变形机制与变形区内应力应变 状态之间关系。实验结果表明:钱合金的变形机制随着剪切应力的增加而从以滑移为主逐渐转化为以孪生为 主。随着静水压力的增大，孪晶变细，间Z巨变小，静水压力阻碍了晶间变形。等效应变与孪生变形程度在变形 区内的分布趋势一致。在厚度方向上，孪晶密度从表面到中心逐渐减小。 关键词:变形区;绞合金;微观组织;数值模拟;孪晶 中固分类号:TG335.5 文献标识码:A 文章编号:1674-1048(2012)04-0352-04 由于环保和节能等方面的压力，许多传统的钢铁材料已逐渐被各种综合性能更为优良的新型材料 取代。近年来，随着航空航天、交通运输、信息产业的发展，新型轻型合金材料的研发受到各国的高度重 视。其中，镜合金凭借其优良的性能受到了专家学者们的关注，其研究开发与应用已经成为材料研究开 发的一个大热门，许多研究成果已经在各个领域得到了应用t1310 由于镜合金是密排六方晶体(HCP) ，在室温只有 3 个滑移系，不满足 5 个滑移系的多晶体塑性变 形协调性原则，其塑性较低[4J 。定向凝固是指在凝固过程中采用强制手段，在凝固金属和未凝固熔体中 建立起沿特定方向的温度梯度，从而使熔体在型壁上形核后沿着与热流相反方向按照一定的结晶方向 进行凝固[5J 。采取走向凝固技术能得到特定方向生长的柱状晶，甚至单晶，不产生横向晶界，使材料的 单向塑性得到较大提高，并可减少材料内部的偏析和疏松。 本文通过定向凝固镜合金板材高温大压下轧卡实验，研究变形区内变形量从 0~50%微观组织的 变化规律。通过数值模拟得到等效应变、静水压力、剪切应力的分布，并对照微观组织变化规律，探讨了 变形区内应力、应变状态对镜合金变形机制的影响。 1 实验材料与方法 实验材料为自制定向凝固 AZ31 镜合金坯料。其成分为: w (Al) = 3. 0 %, w (Zn) = 1. 0 % , w(Mn) =0.2% ，余量为 Mgo 1 la 所示的定向凝固的接合金坯料上取薄板样品;其尺寸为:厚 3 mm(ND) ，宽 如图 所示，从图 43.5 mr时TD)，长 66. 7mm(RD) ，如图 lb 所示。将镜合金薄板放入加热炉中加热到 500 C ，保温 5 min 后进行轧制。在试件前部刚出轧辑后部还未进入轧辑时，立即停止轧机(图 lc) ，然后，倒转轧机，取出 试件。在图 ld 中，RD 为定向凝固和轧制方向。 用线切割机将图 ld 中的变形区部分切下，并沿着 RD 方向切下 4 mm 厚的轧卡变形区试样。用义 齿基托树脂将其镶嵌(侧面的横截面为观察面) ，分别经过 800 ， 1 000 , 1 200 , 1 500 , 2 000 号砂纸于工研 收稿日期:2012-08-25 0 基金项目:鞍山市科技项目(2011MS1日。 作者简介:孙克明(1986-) ，男，辽宁本溪人。 孙元明，等:钱合金大压下轧制变形区内的微观，组织变化 • 353 • -4 期 磨，再机械抛光;然后，用 5g 苦味酸+5 mL 醋酸+100 mL 乙醇十10 mL 水配成的腐蚀液腐蚀晶界;用 超景深光学显微镜观察其组织形貌。 M - s *