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轧制变形及350℃×3h退火对Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金组织、力学性能与阻尼性能的影响

作　者: 易柳
导　师: 陈志永
学　校: 中南大学
专　业: 材料加工工程
关键词: Mg-0.6Zr%-1.0%Cd 轧制变形力学性能阻尼织构
分类号: TG339
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文以Mg-0.6%Zr-1.0%Cd阻尼镁合金为研究对象,采用单向及交叉轧制两种工艺对其进行高温热轧,并截取部分轧制板材进行退火处理,获得不同状态的轧制和退火板材样品。沿板材轧向(0°)、横向(90°)以及板平面内与轧向成22.5°、45°、67.5°五个方向取样,采用光学显微镜、透射电镜、扫描电镜、电子拉伸机以及DMA-Q800动态热分析仪等实验仪器和技术手段,测试分析了板材的微观组织、阻尼性能以及力学性能；利用EBSD(Electron Backscatter Diffraction)技术测得退火态板材的微观织构,结合微观晶体塑性理论分析讨论了织构对板材阻尼与力学性能各向异性的影响,结果表明：板材热轧过程中均发生明显的动态再结晶,组织内部形成了板条状孪晶、亚晶结构以及动态再结晶小晶粒；热轧板材拉伸断口显示为脆性断裂。经350℃×3h退火处理后,两种板材晶粒均呈等轴状,加工组织消失,交叉轧制退火板材的晶粒尺寸相对单向轧制更加细小、均匀；晶粒内的位错密度显著降低,位错塞积的现象基本消除；退火后板材的塑性有所恢复,断口表现出塑性断裂的特征。交叉轧制热轧态板材的屈服强度高于单向轧制,抗拉强度差异不明显；两种热轧板材表现出相同的力学性能各向异性特征：沿0°往90°方向,屈服强度和抗拉强度逐渐增大。经退火,两种板材强度有所降低,只是交叉轧制退火板材在0°,22.5°以及45°方向上的抗拉强度不降反升；此外,板材延伸率明显恢复。轧制板材的阻尼性能比较低,且两种板材的阻尼值差别不大；退火后,同样的应变振幅条件下板材的阻尼值达到了热轧态的两倍以上；板材具有强的各向异性阻尼,且阻尼性能好的方向其力学性能较低。由于两种退火板材均具有较强的{0001}基面织构,且EBSD测试的反极图显示两种退火板材不同方向的晶体取向分布不同,以至于板材退火后仍然存在力学性能各向异性并表现出较强的各向异性阻尼。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章文献综述  9-25
  1.1 镁及镁合金的塑性变形机制及塑性加工技术  9-10
    1.1.1 镁以及镁合金的塑性变形机制  9-10
    1.1.2 镁合金的塑性加工技术  10
  1.2 镁合金的轧制成形工艺  10-13
    1.2.1 镁合金轧制方式分类及特点  10-11
    1.2.2 镁合金轧制工艺参数及工艺流程  11-12
    1.2.3 镁合金轧制后的退火热处理  12-13
  1.3 镁合金阻尼性能的表征方法及影响因素  13-18
    1.3.1 阻尼的概念与分类  13
    1.3.2 阻尼表征方法  13-15
    1.3.3 镁及镁合金的阻尼机理  15-17
    1.3.4 镁合金阻尼性能的影响因素  17-18
  1.4 镁合金的织构及其各向异性  18-22
    1.4.1 织构的表征方法及测试技术  18-19
    1.4.2 镁合金的典型织构组分  19-20
    1.4.3 镁合金各向异性与织构的关系  20-22
  1.5 高强度高阻尼镁合金的研究进展及发展趋势  22-23
  1.6 本论文研究的目的、意义及内容  23-25
第二章实验过程及方法  25-32
  2.1 材料的制备  25-29
    2.1.1 实验合金成分设计  25-26
    2.1.2 实验合金的熔铸工艺  26-27
    2.1.3 实验合金的均匀化退火工艺  27
    2.1.4 实验合金板材热轧工艺  27-28
    2.1.5 实验合金热轧后退火工艺  28-29
  2.2 实验工艺流程图  29
  2.3 微观组织结构观察  29-30
    2.3.1 光学显微组织观察  29
    2.3.2 电子背散射衍射分析  29-30
    2.3.3 扫描电子显微镜断口观察  30
    2.3.4 透射电子显微镜观察  30
  2.4 室温单向拉伸力学性能测试  30-31
  2.5 室温阻尼性能测试  31-32
第三章热轧态Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金板材组织和性能  32-42
  3.1 热轧前均匀化退火板材光学显微分析  32-35
  3.2 不同轧制方式下热轧态Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金微观结构  35-39
    3.2.1 光学显微组织观察  35-36
    3.2.2 透射电子显微镜观察  36-38
    3.2.3 扫描断口观察  38-39
  3.3 不同轧制方式对热轧Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金力学性能的影响  39-40
  3.4 不同轧制方式对热轧Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金阻尼性能的影响  40-41
  3.5 本章小结  41-42
第四章退火态Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金板材组织和性能  42-54
  4.1 退火处理后Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金板材微观结构的变化  42-48
    4.1.1 光学显微组织观察  42-45
    4.1.2 透射电子显微镜观察  45-47
    4.1.3 扫描断口观察  47-48
  4.2 退火处理后Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金板材力学性能的变化  48-50
  4.3 退火处理后Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金板材阻尼性能的变化  50-53
  4.4 本章小结  53-54
第五章退火态Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金织构与各向异性  54-63
  5.1 Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金退火态板材微结构与织构EBSD表征  54-57
  5.2 Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金退火态板材力学性能各向异性  57-59
    5.2.1 镁单晶的塑性变形行为与力学性能各向异性  57
    5.2.2 多晶镁合金力学性能各向异性与织构的关系  57-58
    5.2.3 实验合金退火态板材不同方向的力学性能与晶体取向分布的关系  58-59
  5.3 Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金退火态板材阻尼性能各向异性  59-62
    5.3.1 镁单晶的阻尼性能各向异性  59
    5.3.2 多晶Mg-0.6%Zr-1.0%Cd合金阻尼性能各向异性的取向相关性  59-62
  5.4 本章小结  62-63
第六章结论  63-64
参考文献  64-70
攻读硕士学位期间的主要研究成果  70-71
致谢  71

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