AZ31镁合金板弯曲限宽矫直增厚预置拉伸孪晶

采用弯曲限宽矫直增厚技术在具有强基面织构的原始AZ31镁合金轧制板中预置拉伸孪晶,研究了弯曲限宽矫直处理前、后镁合金中微观组织和织构的演变及力学性能的变化。结果表明:弯曲限宽矫直处理后合金中的强基面织构被消除,转化为RD方向偏转织构,获得含量为22%的拉伸孪晶界,晶粒尺寸由(11±3)μm减小为(6.4±4)μm;再经过300℃×60 min退火处理后,RD偏转织构强度峰值由7.4降为6.0,晶内仍保留大量拉伸孪晶,晶粒尺寸增加到(7.7±4)μm,其断后伸长率为13.5%,屈强比由轧制态0.63降至0.32,有利于改善塑性,提升镁合金板材的成形性能。

弯曲限宽矫直对AZ31镁合金板微观组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜以及拉伸试验机,对AZ31镁合金板材弯曲限宽矫直前后不同状态的显微组织、室温力学性能进行研究。结果表明:原始板材经弯曲限宽矫直以后,试样组织中出现大量拉伸孪晶,拉伸孪晶比例达30%,晶粒尺寸明显减小。弯曲限宽矫直后,织构由原来典型的(0002)基面织构变为向RD方向旋转。弯曲后板材的抗拉强度和伸长率有所增加,屈服强度降低,塑性得到提高。

不同道次弯曲限宽矫直对AZ31镁合金薄板微观组织和成形性能的影响

为改善轧制态AZ31镁合金薄板的成形性能,利用弯曲限宽矫直模具对板材进行一道次(沿轧向)和两道次(沿轧向-横向)的变形。板材微观组织取向分布图与极图表明,变形后的板材中产生大量拉伸孪晶,基面织构明显削弱,其中二道次弯曲限宽矫直后板材的拉伸孪晶数量更多,基面织构强度更弱。室温下不同状态不同方向试样的力学性能表明,变形后板材的平均屈服强度有所降低,平均抗拉强度显著提高,平均屈强比减小,二道次弯曲限宽矫直板材的平均屈强比最小,为0.58。此外,变形后板材的平均塑性应变比减小,平均应变硬化指数增大,板材的成形性能得到改善,其中二道次弯曲限宽矫直板材的成形性能最佳。

拉伸孪晶对AZ31镁合金薄板可轧性和组织性能的影响

通过弯曲限宽矫直工艺在AZ31镁合金薄板中预置了拉伸孪晶,随后对原始板材和预置孪晶板材进行轧制,对比分析了初始组织对板材在轧制过程中的塑性变形协调能力的影响,探索了不同轧制压下量对两种板材的组织和力学性能的影响。结果表明:弯曲限宽矫直后板材的强度和塑性都得到了提升,轧制后的原始板材剪切变形带较少。在后续的拉伸试验中,在相同压下量下塑性变形能力也明显提升。

对双峰织构类型AZ31镁合金板材力学性能各向异性的分析

目的制备双峰织构类型的AZ31镁合金板,以改善板材微观组织和弱化基面织构,研究微观组织对力学性能各向异性的影响规律,以提高镁合金板材的成形性能。方法通过弯曲限宽矫直技术对0°、30°和60°轧向切样的板材进行热加工以预制拉伸孪晶,获得双峰织构类型的AZ31镁合金板材,通过EBSD获取板材的微观组织。对RD、45°和TD方向的原始板材进行室温单向拉伸实验,获得板材的工程应力-应变曲线及力学性能参数,并计算r值(塑性应变比)与n值(应变硬化指数)。结果弯曲限宽矫直技术可诱发大量拉伸孪晶形成ED偏转织构,将偏转织构与基面织构共存的板材称为双峰织构类型AZ31镁合金板材。拉伸孪晶的出现显著细化了晶粒,弱化了基面织构强度,使板材的屈服强度下降,极大提升了材料塑性。其中30°轧向切样的板材ND面塑性力学性能各向异性的改善效果最好,其r值最小、n值最大。结论双峰织构类型能够弱化AZ31镁合金板材基面的织构强度,提高材料塑性。拉伸孪晶含量越高,板材的强度与塑性越好,力学性能各向异性的改善效果也越显著。

通过预置{1012}拉伸孪晶改善AZ31镁合金板强度和塑性的研究

通过室温弯曲限宽矫直技术在AZ31镁合金板材中预置了{1012}拉伸孪晶,并对弯曲限宽矫直变形后的板材进行200℃×3 h的退火处理,探究了变形及后续退火工艺对镁合金板材力学性能及微观组织的影响。研究发现,室温弯曲限宽矫直后的镁合金板中出现了晶界含量约为21%的{1012}拉伸孪晶,变形板材的抗拉强度达到260 MPa,较原始板材大幅度提升,板材由较强的基面织构转为RD偏转织构。200℃×3 h退火后的板材中仍然保留了大量的{1012}拉伸孪晶,板材的塑性和抗拉强度较原始板材明显提升,但屈服强度降低。