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变形镁合金AZ31的织构演变与力学

性能共3篇

变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能1

变形镁合金AZ31是一种广泛应用于航空、汽车、电子、医疗

等领域的轻金属材料。其具有轻质、高比强度、高耐腐蚀性等

突出特点，逐渐成为各个领域中的热门材料。然而，AZ31合

金在加工过程中存在明显的异方性，其机械性能受到材料的组

织结构影响较大。因此，对于AZ31合金织构演变对力学性能

的影响进行深入研究，有助于提高这种合金材料的使用性能。

AZ31合金的织构演变与力学性能

1.AZ31合金的结构特点

AZ31合金属于Mg-Al-Zn系列，由镁、铝、锌组成，其中镁含

量最高，达到90%以上。该合金的强度和塑性取决于其织构和

显微结构。AZ31合金虽然密度较低，但其非球形晶粒结构导

致其劣异性强，机械性能较差。而AZ31合金加工过程中的塑

性变形，会导致晶体的取向趋向于某些方向，进而改变其结构

和性能。

2.AZ31合金的织构演变

材料的织构是指其晶体结构的方向取向分布情况。AZ31合金

材料经过加工后，其晶体取向会出现明显的变化。织构演变主

要表现为以下几个方面：

(1)轧制织构

AZ31合金在轧制过程中，由于强制变形而出现滑移活动和晶

胞旋转，引起晶体取向转移。随着轧制次数的增加，合金的织

构也发生了显著变化。初始材料晶粒的织构为强烈的(0001)取

向，随着轧制次数的增加，晶胞几乎沿着轧制方向旋转。在轧

制后5次，(0001)织构逐渐消失，取向随机化趋势增强。

(2)拉伸织构

AZ31合金在拉伸过程中，晶粒沿着应力方向伸展。拉伸应变

随机化使得AZ31合金中的(0001)取向被破坏，取向随机性增

强。此外，拉伸过程中晶粒的滑移和旋转也会影响其织构。

(3)桶形拉伸织构

桶形拉伸是一种在不一致模式下进行的拉伸，能够产生高度逆

变形，有利于产生组织细化和显着的织构改善。桶形拉伸后，

(0001)取向分布更为均匀，且滞后角度明显减小。

3.织构演变对AZ31合金力学性能的影响

材料的力学性能受到其组织结构的影响。AZ31合金的织构演

变对其力学性能具有显著影响，主要表现在以下几个方面：

(1)力学性能的取向性

AZ31合金在滚制方向和横向方向具有显著的取向性，一般情

况下其强度最大，而在厚度方向摆动时，其强度显著下降。在

轧制过程中，由于晶粒取向的改变，引起材料各向异性强度的

变化。

(2)织构对屈服机制的影响

岩石材料的塑性变形主要通过滑移和夹杂发生。织构的存在会

影响晶体滑移和夹杂的活动，从而影响岩石的塑性变形。塑性

变形的增加，导致合金的强度和延展性之间的折衷关系。织构

的存在可以改变晶体取向和其活动方式，进而改变合金的塑性

变形形式以及其延展性和强度等力学性能。

综上所述，AZ31合金的织构演变对其力学性能有着重要的影

响。了解其织构演变规律并加以利用，可以改善AZ31合金的

性能，进而拓展其在不同领域的应用

织构演变是AZ31合金力学性能发展的重要因素。桶形拉伸作

为一种有效的拉伸方式，能够改善AZ31合金的织构演变，增

强其力学性能。其他织构演变方式如轧制和退火等也影响着

AZ31合金的力学性能，其中特别是其织构对屈服机制的影响。

因此，对于AZ31合金应用的拓展和性能的提升，深入研究其

织构演变的规律是必不可少的

变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能2

变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能

随着工业化的发展，减轻材料重量成为越来越重要的课题，而

镁合金，这种具有轻质、高强度、高刚性、高抗蠕变能力等特

点的金属材料，因其独特的优点而受到了广泛的关注。其中，

变形镁合金AZ31是一种较为广泛应用的镁合金，但随着开发

和应用的不断推进，人们发现AZ31在碾磨加工、剪切和折弯

等加工过程中往往会出现“材料细颗粒化效应”，导致其硬度

和强度降低，这大大限制了AZ31的应用范围。为了解决这一

问题，研究AZ31的织构演变与力学性能已经成为了当下的热

点研究领域。

织构是材料的内部结构，在材料加工和应用中起着至关重要的

作用，直接决定材料的力学性能和热学性能。镁合金的织构主

要包括纤维织构、八面体织构和立方织构三种，其中，八面体

织构是典型的镁合金织构。八面体织构的核心是变形活性面和

双