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變形鎂合金中的織構(gòu)及其優(yōu)化設(shè)計
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時間：2013-08-22
?鎂合金具有比強(qiáng)度和比剛度高、導(dǎo)熱導(dǎo)電性好、阻尼減震、電磁屏蔽、易于加工成形和容易回收等優(yōu)點，在汽車、電子通信、航空航天和國防軍事等領(lǐng)域具有極其重要的應(yīng)用價值和廣闊的應(yīng)用前景，被譽(yù)為“21世紀(jì)綠色工程材料”。與鑄造鎂合金相比，變形鎂合金更具有發(fā)展?jié)摿Γㄟ^材料結(jié)構(gòu)的控制、熱處理工藝的應(yīng)用，變形鎂合金可獲得更高的強(qiáng)度、更好的延展性和更多樣化的力學(xué)性能，從而滿足多樣化的工程結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用需求。鎂合金由于具有密排六方晶體結(jié)構(gòu)，室溫下獨立的滑移系少，導(dǎo)致變形加工困難。因此，變形鎂合金往往需要加熱到一定溫度并通過擠壓、軋制及鍛造等熱成形技術(shù)加工而成。鎂合金有限的滑移系導(dǎo)致了其在塑性變形后容易形成較強(qiáng)的基面織構(gòu)。而近年來，隨著變形鎂合金用量的增加以及研究的不斷深入，織構(gòu)對鎂合金力學(xué)性能的影響越來越受到材料學(xué)者和工程設(shè)計人員的重視[2, 3]。鎂合金織構(gòu)的研究已成為變形鎂合金研究的熱點之一。一方面，通過對織構(gòu)形成機(jī)制的研究可豐富鎂合金塑性變形的基礎(chǔ)理論；另一方面，通過引入新的變形方式和添加微量稀土元素可弱化鎂合金織構(gòu)，從而實現(xiàn)織構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，這對于發(fā)展新型的塑性成型技術(shù)和開發(fā)具有高成形性的鎂合金材料具有重要意義。本文針對現(xiàn)有鎂合金的主要織構(gòu)類型及織構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方面的研究進(jìn)展做綜合的評述。
?鎂合金由于基面滑移和{10-12}孿生是最容易開動的變形模式，在變形鎂合金中容易形成擠壓絲織構(gòu)及軋制板織構(gòu)。通過擠壓工藝及軋制工藝的調(diào)整可以適當(dāng)弱化織構(gòu)的強(qiáng)度。但是織構(gòu)弱化的幅度非常有限。????
?????通過引入剪切變形，改變成型過程中外加應(yīng)力的取向，能夠有效改變變形鎂合金的織構(gòu)，目前有效引入剪切應(yīng)力、弱化織構(gòu)的變形方式有：等通道角擠壓（ECAP）變形、異步軋制、交叉軋制、表面摩擦磨損等。通過添加微量稀土元素Nd、Ce、Y等，能夠明顯弱化或隨機(jī)化變形鎂合金織構(gòu)?？棙?gòu)隨機(jī)化后的鎂稀土合金具有較好的強(qiáng)韌性，合金的變形各向異性得以改善。
?????織構(gòu)隨機(jī)化機(jī)理值得深入探討，理論的研究有利于設(shè)計及開發(fā)更多高性能的變形鎂合金。目前的研究表明，稀土元素添加后會改變稀土元素與Mg原子間的鍵能，改變稀土元素周圍Mg-Mg原子之間的結(jié)合能等，增加了非基面滑移的可能性，減弱了基面滑移及{10-12}孿生所占的比率，所以有效的弱化了鎂合金的織構(gòu)。
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