單向多道次彎曲工藝及其對(duì)AZ31B鎂合金薄板織構(gòu)與性能的影響.pdf

1、鎂合金是目前工程應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有高比強(qiáng)度、良好的導(dǎo)熱性和減震性等特點(diǎn)，被認(rèn)為是21世紀(jì)最富于開發(fā)和應(yīng)用的“綠色材料”。但是到目前為止，由于鎂合金的塑性加工性能差的問題沒有得到根本解決，使其應(yīng)用范圍不夠廣泛。目前采用鎂合金加工的零部件多數(shù)是通過壓鑄的方法加工而成的，如照相機(jī)、手機(jī)、筆記本電腦等產(chǎn)品的外殼。為了使鎂合金的應(yīng)用范圍更加廣泛，用板材成形方法加工零件是最佳的選擇，不僅可以充分利用鎂合金材料優(yōu)異的機(jī)械性能，而且能夠大幅

2、度提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率。因此鎂合金板材的沖壓成形性能和工藝的研究是擴(kuò)大鎂合金應(yīng)用的關(guān)鍵所在。
　　冷軋退火態(tài)鎂合金板材具有很強(qiáng)的（0002）基面織構(gòu)，室溫下滑移系少，形變各向異性強(qiáng)，不利于沖壓成形。目前，鎂合金沖壓工藝方面已有一定的研究，但對(duì)如何改善、提高鎂合金板材沖壓性能的研究還較少。本文提出了一種改善鎂合金板材織構(gòu)與沖壓性能的新方法——單向多道次彎曲。
　　自制單向多道次彎曲實(shí)驗(yàn)設(shè)備，以鎂合金板材杯突值為指標(biāo)考察成形

3、性能，通過正交實(shí)驗(yàn)確定變形中的工藝參數(shù)，獲得適合改善鎂合金板材成形性能的優(yōu)化變形方案。以優(yōu)化工藝為指導(dǎo)，對(duì)冷軋退火態(tài)AZ31B鎂合金薄板進(jìn)行單向多道次彎曲變形，分析變形前后各狀態(tài)樣品的顯微組織、力學(xué)性能、沖壓性能及織構(gòu)狀態(tài)。結(jié)果表明，單向多道次彎曲工藝使晶粒在變形過程中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，大幅削弱對(duì)后續(xù)塑性成形不利的（0001）基面織構(gòu)組分，出現(xiàn)了很強(qiáng)的（1212），（1211），（0110）等面織構(gòu)。同時(shí)還有少量的（0112），（0111）組分

4、。在135℃回復(fù)溫度下退火1h，（0112），（0111）組分增強(qiáng)，織構(gòu)組分變得更為復(fù)雜多樣，且此時(shí)出現(xiàn)大量退火孿晶。在再結(jié)晶溫度260℃下退火1h，板材表面附近晶粒因發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶而長大，主要織構(gòu)為（1212），（1211），（0112），（0111）等錐面織構(gòu)組分，由于定向形核及核心生長，各組分對(duì)應(yīng)的晶粒取向趨于集中。板材在拉壓變形時(shí)基面 Schmid因子增大，基面滑移系在常溫下更容易啟動(dòng)。由于織構(gòu)狀態(tài)的改變，在軋制方向（單向多道次

5、彎曲方向）上，板材強(qiáng)度下降，屈強(qiáng)比降低，延伸率最高增加38％。單向多道次彎曲后，板材的各向異性較變形前有一定程度的增大，杯突值最高能增加67%。單向多道次彎曲工藝很好地改善了冷軋退火態(tài)AZ31B鎂合金板材的織構(gòu)組分，使成形性能大幅度提高。
　　此外，本文還對(duì)中高溫下單向多道次彎曲工藝進(jìn)行了初步探索。發(fā)現(xiàn)中高溫時(shí)板材基面織構(gòu)同樣被削弱，但變形過程中發(fā)生的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶使晶粒變得異常粗大。粗大的晶粒成為制約板材成形性能提高的主要因素，使得