【摘 要】
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因为镁合金具有密度轻、强度高和易于回收等优点,被广泛应用在汽车工业领域、3C产品和交通电子等众多领域。但是由于镁合金在室温下独立滑移系数目不足,导致其具有较差的成形性能。本文基于“弯曲矫直”工艺,在具有强基面织构的ZK60镁合金薄板中预置大量拉伸孪晶,细化镁合金晶粒,削弱基面织构强度,从而提高镁合金的塑性。本文首先对ZK60板材进行室温、100℃、200℃、300℃和400℃弯曲矫直实验,研究不同
【基金项目】
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国家自然科学基金(项目编号:U1810208);
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因为镁合金具有密度轻、强度高和易于回收等优点,被广泛应用在汽车工业领域、3C产品和交通电子等众多领域。但是由于镁合金在室温下独立滑移系数目不足,导致其具有较差的成形性能。本文基于“弯曲矫直”工艺,在具有强基面织构的ZK60镁合金薄板中预置大量拉伸孪晶,细化镁合金晶粒,削弱基面织构强度,从而提高镁合金的塑性。本文首先对ZK60板材进行室温、100℃、200℃、300℃和400℃弯曲矫直实验,研究不同变形温度对ZK60板材组织和性能的影响规律;而后基于最佳变形温度参数,对ZK60板材分别进行变形路径为RD+RD、RD+TD、TD+RD和TD+TD二次弯曲矫直实验,探索变形路径对ZK60板材组织和性能的影响规律;最终基于最佳变形温度和变形路径,对ZK60板材进行退火实验,探索变形后不同退火参数对ZK60板材组织和性能的影响规律。不同变形温度弯曲矫直实验结果表明,当变形路径为RD,变形温度为200℃时,板材中拉伸孪晶含量最多,RD偏转织构强度最强。板材成形性能最好,屈服强度达到113MPa,抗拉强度达到243MPa,伸长率达到18%。当变形路径为TD,变形温度为室温时,板材中拉伸孪晶含量最多,晶粒尺寸最小,基面织构密度最小,TD偏转织构最强。故而板材成形性能最佳,屈服强度达到87MPa,抗拉强度达到230MPa,伸长率达到17%。当变形温度逐渐升高时,拉伸孪晶含量逐渐降低,板材成形性能逐渐下降。不同变形路径变形的板材组织表明,当变形温度为200℃时,沿RD+TD方向进行二次弯曲矫直,板材中形成由RD偏转织构和TD偏转织构共同组成的混合织构,基面织构强度最低。所以其板材成形性能最佳,屈服强度达到117MPa,抗拉强度达到246MPa,伸长率达到20%。当变形温度为室温时,由于沿TD方向一次弯曲矫直使得板材形成大量交叉孪晶,阻碍了二次变形后板材中孪生生成,从而导致晶粒细化的作用大于弱化基面织构作用,因此,当变形温度为室温时,沿TD方向进行一次弯曲矫直的ZK60板材性能最佳。不同退火参数实验组织表明,与变形态板材相比,退火态板材的n值和r值均下降,这是因为在退火过程形成了取向分散的再结晶晶粒,使得板材内部基面织构增强和TD织构减弱。退火板材内晶粒尺寸比变形态板材晶粒尺寸大,且基面织构较强,但其综合成形性能比变形态板材好,说明控制基面织构和TD偏转织构含量配比,可以有效提高板材成形综合性能。其中,在室温下沿TD方向进行一次弯曲矫直变形后再进行230℃保温2h的退火之后的ZK60镁合金板材成形性能最佳,其屈服强度达到135MPa,抗拉强度达到235MPa,伸长率达到16%。
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