彎曲矯直變形路徑對ZK60鎂合金板材組織及性能的影響

任健斌, 王 昆, 梁 偉, 聶慧慧, 李線絨

(1. 太原理工大學 材料科學與工程學院, 山西 太原 030024;2. 太原理工大學 先進鎂基材料山西重點實驗室, 山西 太原 030024;3. 太原理工大學 機械與運載工程學院, 山西 太原 030024)

鎂及鎂合金作為21世紀新型綠色結構材料,是繼鋼鐵、鋁之后新興的第三大金屬材料。鎂合金的廣泛應用可以有效推進汽車行業和3C行業的轉型發展。由于鎂合金具有低密度、高比強度和比剛度、易成形加工等優異性能,使其具有巨大的開發潛力和商業價值[1]。鎂為密排六方(Hexagonal close packed, HCP)晶體結構,對稱性低,室溫僅有2個獨立的滑移系可開動,而根據Von Mises準則,均勻變形須有5個獨立的滑移系[2],所以在室溫下,鎂合金的加工性能差。由于可動滑移系較少,孿生在鎂合金變形過程中占據著重要的地位[3]。商用鎂合金通常通過熱軋或熱擠壓技術進行加工,板材在變形過程中由于存在擇優取向,大部分鎂合金晶粒發生偏轉,在平行于軋向面形成了一層基面織構,板材表現出強烈的各向異性并導致其室溫下的可成形性差。研究發現拉伸孿晶可使晶粒取向發生86.3°偏轉,弱化基面織構,有效改善鎂合金的塑性成形性能[4-6]。所以在大尺寸商用軋制鎂板中可通過預置大體積分數的拉伸孿晶有效提高鎂合金的成形性能。本文采用彎曲矯直工藝在厚度為1.5 mm的ZK60鎂合金薄板中預置拉伸孿晶,研究不同預變形路徑對板材組織以及力學性能的影響。

1 試驗材料及方法

圖1 彎曲矯直工藝示……