AT11M,AT61M,AZ31B鎂合金板材在線加熱軋制的邊裂研究
發(fā)布時間：2021-08-17 13:10
鎂合金,被認為是21世紀最有潛力的綠色工程材料,廣泛用于3C電子產品,交通運輸、航空等諸多領域。由于鎂的晶體結構是密排六方,在室溫下可激活的滑移系較少,塑性比較差,變形困難。采用傳統(tǒng)軋制加工鎂合金板材時易發(fā)生邊裂、斷裂等缺陷,生產出有邊裂的鎂合金軋制板材需要切邊,嚴重降低鎂合金板材的生產率,使鎂合金板材的成品率低、制備成本偏高。鎂合金傳統(tǒng)軋制道次間需要回爐進行多次中間退火處理,但道次間退火導致生產效率大大降低,嚴重阻礙了鎂合金板材的應用。而新開發(fā)的在線加熱軋制工藝可以同時對板材和軋輥在線加熱,無需道次間回爐退火,可實現(xiàn)鎂合金板材的連續(xù)軋制,提高生產效率,降低成本;且在線加熱軋制出的板材質量好,是一種非常有潛力的軋制工藝。鎂合金軋制邊裂是目前急需解決的問題之一。目前對于鎂合金軋制板材的邊裂研究還不夠深入,研究重點集中在傳統(tǒng)軋制下的AZ31鎂合金板材的邊裂行為,而在線加熱軋制下的邊裂行為研究很少。本文采用四輥在線加熱實驗軋機對厚度為3mm的AT11M,AT61M,AZ31B三種鎂合金板材進行軋制。通過X射線衍射技術（XRD）、光學顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、電子背散射衍射技術（EB...
【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：93 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
鎂合金中主要滑移系[16]：(a)基面滑移(b)柱面滑移(c)錐面滑移(d)錐面滑移
1緒論3表1.1鎂合金中的獨立滑移系[20]Table1.1SlipsystemsofMgalloys滑移系滑移面滑移類型滑移方向滑移系數(shù)量基面滑移{0001}<a><11-20>2柱面滑移{10-20}<a><11-20>2{10-10}錐面滑移{10-11}<a><11-20>4{11-21}<c+a><11-23>5{11-22}圖1.2變形不同變形機制的CRSS的影響[26]Figure1.2EffectofdeformationtemperatureontheCRSSofdifferentdeformationmechanisms1.1.2孿生機制一般多晶材料的滑移變形需要至少5個獨立的滑移系才能進行，對于常溫下滑移系較少的材料如鈦合金和鎂合金等，沒有足夠的獨立滑移系，除位錯的滑移外，晶體的變形還可以由孿生變形來實現(xiàn)。孿生變形是指多晶體在受到剪切應力的條件下，晶體沿特定的晶面（稱為孿生面）和晶向（稱為孿生方向）產生均勻切變的現(xiàn)象[27]。孿晶與母晶的晶體結構一樣，僅晶體取向相對于母晶發(fā)生變化[28]，與未變形部分構成鏡面對稱關系。在晶體結構為密排六方（hcp）的鎂合金中，由于室溫下被激活的獨立滑移系少，孿生變形成為一種重要的機制，協(xié)調晶內的變形。變形孿生是鎂合金在塑性變形時重要的晶內變形機制。通常鎂合金中最常見的孿晶有三種：與基體取向差
重慶大學碩士學位論文4角86°的拉伸孿晶{10-12}<11-20>、與基體取向差角56°的壓縮孿晶{10-11}<11-20>和一次壓縮孿晶中生成與基體取向差角38°的二次孿晶{10-11}-{10-12}，如下表1.2所示為鎂合金基體與各種孿晶之間位向關系。表1.2鎂合金基體與孿晶之間的位向關系[18]Table1.2TherelationshipbetweentwinsandmisorientationsinMgalloys孿晶類型孿生面取向差角/旋轉軸拉伸孿晶{10-12}86o<11-20>壓縮孿晶{10-11}56o<11-20>{10-13}64o<11-20>二次孿晶{10-11}-{10-12}38o<11-20>{10-13}-{10-12}22o<11-20>通常情況下在鎂合金中拉伸孿晶{10-12}最容易被激活，其臨界剪切應力值CRSS值只有2－3MPa[29,30]。其他孿晶系的CRSS值較大，需要高溫或劇烈變形才會形成。當應變量比較大時，在生成的一次孿晶中會產生二次孿晶。在近年來關于孿生的研究中，大量的研究者對{10-12}拉伸孿生進行了細致的報道[31-34]。如圖1.3所示[35]為拉伸孿晶的形成示意圖，可知拉伸孿晶是在沿著六方晶格的C軸拉伸或者垂直C軸壓縮的情況下發(fā)生，孿晶生成后與母晶的位向關系接近86°。圖1.3{10-12}{10-11}拉伸孿生變形示意圖[35]Figure1.3Schematicdiagramof{10-12}{10-11}tensiletwinsysteminmagnesium
【參考文獻】：
期刊論文
[1]軋制溫度對AZ31B鎂合金薄帶軋制的邊裂及顯微組織的影響[J]. 劉子健,趙紅陽,胡小東,王振敏,王立萍. 熱加工工藝. 2016(21)
[2]AZ31鎂合金板帶軋制的邊部裂紋特點及其演變[J]. 劉子健,趙紅陽,胡小東,王立萍,紀汶伯. 輕合金加工技術. 2016(03)
[3]AZ31鎂合金板材軋制過程邊裂形成原因分析[J]. 趙鴻金,李濤濤,楊正斌,胡玉軍,張兵. 材料科學與工藝. 2015(06)
[4]AZ31鎂合金板材軋制過程中邊部物理場分布[J]. 趙鴻金,李濤濤,楊正斌,賀玲慧. 稀有金屬. 2016(10)
[5]AZ31B寬幅鎂合金鑄軋板材熱軋邊裂原因分析[J]. 馬立峰,龐志寧,馬自勇,徐海潔,蔣亞平. 材料科學與工程學報. 2014(05)
[6]軋制溫度對AZ31B鎂合金板材邊裂和組織的影響[J]. 黃志權,黃慶學,馬立峰,林金保. 熱加工工藝. 2014(17)
[7]Novel Magnesium Alloys Developed for Biomedical Application:A Review[J]. Nan Li,Yufeng Zheng. Journal of Materials Science & Technology. 2013(06)
[8]大規(guī)格AZ31B鎂合金板軋制工藝研究[J]. 付文杰,張清,黃張洪,吳曉東,黨鵬,丁寶昌. 熱加工工藝. 2013(03)
[9]AZ31鎂合金的織構對其力學性能的影響[J]. 唐偉琴,張少睿,范曉慧,李大永,彭穎紅. 中國有色金屬學報. 2010(03)
[10]AZ31鎂合金中拉伸孿晶靜態(tài)再結晶的分析[J]. 李蕭,楊平,孟利,崔鳳娥. 金屬學報. 2010(02)
博士論文
[1]鎂合金薄板在線加熱軋制工藝與組織性能研究[D]. 曾斌.重慶大學 2017
[2]Mg-Al-Sn-Mn系鎂合金顯微組織與力學性能的研究[D]. 佘加.重慶大學 2015
[3]鎂合金軋制變形及邊裂機制研究[D]. 戴慶偉.重慶大學 2011
[4]快速凝固Mg-Zn系鎂合金的組織與性能研究[D]. 周濤.湖南大學 2009
碩士論文
[1]Mg-6.8Li-3Al-xCa合金組織與力學性能研究[D]. 王寶.重慶大學 2017
[2]準靜態(tài)加載與激光沖擊動態(tài)加載金屬箔板微彎曲尺寸效應研究[D]. 錢清.江蘇大學 2016
[3]交叉軋制工藝調控Mg-2Zn-2Gd板材織構分布及其各向異性的研究[D]. 潘士偉.重慶大學 2016
[4]電致誘導鎂板材異步疊軋技術研究[D]. 薛廣記.濟南大學 2015
[5]Mg-Al-Sn-Mn合金板材組織與性能研究[D]. 彭鵬.重慶大學 2015
[6]稀土元素Y對Mg-Li合金微觀組織和力學性能的影響[D]. 楊毅.東北大學 2014
[7]包鋁鎂板復合軋制及界面特性研究[D]. 劉智勇.西南大學 2009
本文編號：3347830
【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：93 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
鎂合金中主要滑移系[16]：(a)基面滑移(b)柱面滑移(c)錐面滑移(d)錐面
1緒論3表1.1鎂合金中的獨立滑移系[20]Table1.1SlipsystemsofMgalloys滑移系滑移面滑移類型滑移方向滑移系數(shù)量基面滑移{0001}<a><11-20>2柱面滑移{10-20}<a><11-20>2{10-10}錐面滑移{10-11}<a><11-20>4{11-21}<c+a><11-23>5{11-22}圖1.2變形不同變形機制的CRSS的影響[26]Figure1.2EffectofdeformationtemperatureontheCRSSofdifferentdeformationmechanisms1.1.2孿生機制一般多晶材料的滑移變形需要至少5個獨立的滑移系才能進行，對于常溫下滑移系較少的材料如鈦合金和鎂合金等，沒有足夠的獨立滑移系，除位錯的滑移外，晶體的變形還可以由孿生變形來實現(xiàn)。孿生變形是指多晶體在受到剪切應力的條件下，晶體沿特定的晶面（稱為孿生面）和晶向（稱為孿生方向）產生均勻切變的現(xiàn)象[27]。孿晶與母晶的晶體結構一樣，僅晶體取向相對于母晶發(fā)生變化[28]，與未變形部分構成鏡面對稱關系。在晶體結構為密排六方（hcp）的鎂合金中，由于室溫下被激活的獨立滑移系少，孿生變形成為一種重要的機制，協(xié)調晶內的變形。變形孿生是鎂合金在塑性變形時重要的晶內變形機制。通常鎂合金中最常見的孿晶有三種：與基體取向差
重慶大學碩士學位論文4角86°的拉伸孿晶{10-12}<11-20>、與基體取向差角56°的壓縮孿晶{10-11}<11-20>和一次壓縮孿晶中生成與基體取向差角38°的二次孿晶{10-11}-{10-12}，如下表1.2所示為鎂合金基體與各種孿晶之間位向關系。表1.2鎂合金基體與孿晶之間的位向關系[18]Table1.2TherelationshipbetweentwinsandmisorientationsinMgalloys孿晶類型孿生面取向差角/旋轉軸拉伸孿晶{10-12}86o<11-20>壓縮孿晶{10-11}56o<11-20>{10-13}64o<11-20>二次孿晶{10-11}-{10-12}38o<11-20>{10-13}-{10-12}22o<11-20>通常情況下在鎂合金中拉伸孿晶{10-12}最容易被激活，其臨界剪切應力值CRSS值只有2－3MPa[29,30]。其他孿晶系的CRSS值較大，需要高溫或劇烈變形才會形成。當應變量比較大時，在生成的一次孿晶中會產生二次孿晶。在近年來關于孿生的研究中，大量的研究者對{10-12}拉伸孿生進行了細致的報道[31-34]。如圖1.3所示[35]為拉伸孿晶的形成示意圖，可知拉伸孿晶是在沿著六方晶格的C軸拉伸或者垂直C軸壓縮的情況下發(fā)生，孿晶生成后與母晶的位向關系接近86°。圖1.3{10-12}{10-11}拉伸孿生變形示意圖[35]Figure1.3Schematicdiagramof{10-12}{10-11}tensiletwinsysteminmagnesium
【參考文獻】：
期刊論文
[1]軋制溫度對AZ31B鎂合金薄帶軋制的邊裂及顯微組織的影響[J]. 劉子健,趙紅陽,胡小東,王振敏,王立萍. 熱加工工藝. 2016(21)
[2]AZ31鎂合金板帶軋制的邊部裂紋特點及其演變[J]. 劉子健,趙紅陽,胡小東,王立萍,紀汶伯. 輕合金加工技術. 2016(03)
[3]AZ31鎂合金板材軋制過程邊裂形成原因分析[J]. 趙鴻金,李濤濤,楊正斌,胡玉軍,張兵. 材料科學與工藝. 2015(06)
[4]AZ31鎂合金板材軋制過程中邊部物理場分布[J]. 趙鴻金,李濤濤,楊正斌,賀玲慧. 稀有金屬. 2016(10)
[5]AZ31B寬幅鎂合金鑄軋板材熱軋邊裂原因分析[J]. 馬立峰,龐志寧,馬自勇,徐海潔,蔣亞平. 材料科學與工程學報. 2014(05)
[6]軋制溫度對AZ31B鎂合金板材邊裂和組織的影響[J]. 黃志權,黃慶學,馬立峰,林金保. 熱加工工藝. 2014(17)
[7]Novel Magnesium Alloys Developed for Biomedical Application:A Review[J]. Nan Li,Yufeng Zheng. Journal of Materials Science & Technology. 2013(06)
[8]大規(guī)格AZ31B鎂合金板軋制工藝研究[J]. 付文杰,張清,黃張洪,吳曉東,黨鵬,丁寶昌. 熱加工工藝. 2013(03)
[9]AZ31鎂合金的織構對其力學性能的影響[J]. 唐偉琴,張少睿,范曉慧,李大永,彭穎紅. 中國有色金屬學報. 2010(03)
[10]AZ31鎂合金中拉伸孿晶靜態(tài)再結晶的分析[J]. 李蕭,楊平,孟利,崔鳳娥. 金屬學報. 2010(02)
博士論文
[1]鎂合金薄板在線加熱軋制工藝與組織性能研究[D]. 曾斌.重慶大學 2017
[2]Mg-Al-Sn-Mn系鎂合金顯微組織與力學性能的研究[D]. 佘加.重慶大學 2015
[3]鎂合金軋制變形及邊裂機制研究[D]. 戴慶偉.重慶大學 2011
[4]快速凝固Mg-Zn系鎂合金的組織與性能研究[D]. 周濤.湖南大學 2009
碩士論文
[1]Mg-6.8Li-3Al-xCa合金組織與力學性能研究[D]. 王寶.重慶大學 2017
[2]準靜態(tài)加載與激光沖擊動態(tài)加載金屬箔板微彎曲尺寸效應研究[D]. 錢清.江蘇大學 2016
[3]交叉軋制工藝調控Mg-2Zn-2Gd板材織構分布及其各向異性的研究[D]. 潘士偉.重慶大學 2016
[4]電致誘導鎂板材異步疊軋技術研究[D]. 薛廣記.濟南大學 2015
[5]Mg-Al-Sn-Mn合金板材組織與性能研究[D]. 彭鵬.重慶大學 2015
[6]稀土元素Y對Mg-Li合金微觀組織和力學性能的影響[D]. 楊毅.東北大學 2014
[7]包鋁鎂板復合軋制及界面特性研究[D]. 劉智勇.西南大學 2009
本文編號：3347830
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