论文部分内容阅读
Mg-Zn-Mn系镁合金因其成本低、时效强化性以及耐蚀性好等优点,在变形镁合金中占有重要的地位。近几年开发出来的高应变速率轧制工艺通过诱发强烈的动态再结晶来抑制大变形过程中的裂纹萌生和扩展,并且获得具有细小均匀动态再结晶晶粒和第二相的镁合金板材。因此,本文以Mg-6Zn-1Mn(ZM61)镁合金为研究对象,通过预变形及高应变速率轧制实验,探究预变形对高应变速率轧制板材初始组织的影响规律,并通过调控初始组织来强化动态再结晶和动态析出,制备出高强高塑的ZM61镁合金薄板。论文研究ZM61镁合金在预变形量为20%、30%,预变形温度为300℃、350℃、400℃、420℃时的组织演变情况。结果表明,预变形及退火处理后板材组织主要为孪晶和再结晶晶粒组成的混合组织,孪晶与再结晶晶粒所占比例随预变形工艺变化而变动,预变形温度降低或者预变形量增加使孪晶组织增多,反之,则再结晶晶粒所占分数升高。预变形过程中有第二相析出,并且动态析出过程晚于孪生过程,而早于动态再结晶过程发生。对预变形后的板材在300℃下进行一道次80%变形量的高应变速率轧制,研究了预变形后的不同初始组织对后续高应变速率轧制过程的动态再结晶及动态析出相的影响规律,并分析了动态再结晶晶粒和动态析出相之间的交互作用。结果表明:预变形处理能有效地促进高应变速率轧制过程中的动态再结晶过程,初始孪晶和初始细晶界能为动态再结晶提供优先形核点,提高形核率,晶粒尺寸由未预变形的1.3μm细化到预变形后的0.5μm,并且预变形温度对轧制态板材组织及力学性能的影响比预变形量大。另外,预变形能提高动态析出相的密度,预变形轧制将Mn单质颗粒破碎化程度提高,提供更多的形核点。交叉孪晶对位错的阻碍也能为动态析出提供更多驱动力。高密度第二相粒子钉扎晶界,限制再结晶晶粒长大。在350℃,20%的条件下预变形后再进行高应变速率轧制板材力学性能最佳,抗拉强度、屈服强度和断后延伸率分别达到397MPa、289MPa和15%。这主要得益于细小均匀的动态再结晶晶粒和弥散的动态析出相的综合作用。