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1、镁合金动态塑性变形对拉伸性能的影响 专业：材料加工 The Effects on Mechanical Characteristics Of Magnesium Alloy when DPD Major:Engineering of Materials Processing 重庆大学本科学生毕业设计（论文）摘要 摘要 随着科学技术的不断发展，镁合金在社会经济生活中扮演着越来越突出的角色，研究者们在原有镁合金加工技术的基础上，发展出了许多新的加工，变形技术。其中，动态塑性变形（Drastical Plastic Deformation,以下简称DPD）技术具有高速率，急剧变形的特点；通过此种变形
2、，可以使镁合金得到特定的组织结构和一定的力学性能。动态塑性变形这种加工方法与铸造，锻压等相比，其优点在于：可以更加简便地设置变形参数（变形速率，变形程度和变形温度），通过不同的试验，得到所需的微观组织结构等一系列数据。因此，研究镁合金的DPD变形对于了解其加工特性具有重要意义。 本次试验所用试样材料为AZ31镁合金，对其进行DPD变形后，通过观察金相组织，进行XRD以及EBSD分析，并利用电子显微镜研究其动态塑性变形过程中晶粒的改变和组织结构的变化特点，对以下三个主要研究问题进行解释说明： 1. 镁合金动态塑性变形对力学性能的影响； 2. 镁合金晶粒取向变化与性能之间的关系； 3. 影响镁合金
3、变形过程的相关因素。 关键词： AZ31；动态塑性变形； DPD；力学性能；孪生 I 重庆大学本科学生毕业设计（论文）摘要 Abstract As the development of science and technology, magnesium alloys are playing a more important role in our society and economy activities. Researchers have developed lots of new process and deformation techniques of magnesium alloys
4、, basing on the original methods. Thereinto, the process of Dynamic Plastic Deformation(DPD) has the characteristics of high strain speed and rapid deformation; In this way, magnesium alloys can have the wanted microstructure and mechanical properties. The dynamic plastic deformation has more advant
5、ages and is easier to set the deformation parameters (strain rate, deformation strain and deformation temperature), compared with the traditional methods of casting and forging. Through a lot of different experiments, we can get a series of data and results, which include the microstructure and so o
6、n. Therefore, researches on the DPD of magnesium alloys can give us a better understanding of its properties. In this thesis, the testing material is AZ31, which is amost typical type of magnesium alloys; After the dynamic plastic deformation, we can find out some characteristics about the changing
7、of grains and microstructureduringthe deformation process, by metallurgical tests、XRDand Scanning Electron Microscope equipped with EBSD detector. And then explain the following major questions: 1. The effects of DPD on mechanical properties of magnesium alloys; 2. The relationship between grain ori
8、entation and properties of magnesium alloy; 3. Related factors influencing the deformation process. Key Words: AZ31; Dynamic Plastic Deformation; Twin; Mechanical properties. II 重庆大学本科学生毕业设计（论文）目录 目录 摘要.I AbstractII 目录III 第一章 前言.1 1.1 引言.1 1.2 镁及镁合金介绍.3 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6 1.2.7 1.2.
9、8 镁及镁合金的基本性质.3 镁合金的分类.5 镁合金的牌号.7 镁的生产工艺.10 镁合金的挤压铸造工艺简介.10 镁合金的防腐方法.12 镁及镁合金的应用.15 镁合金产业发展中的问题.18 1.3 金属镁塑性变形机制.20 1.3.1 1.3.2 1.3.3 金属的晶体学基本知识.20 镁的塑性变形机制.26 织构.28 第二章 实验部分.29 2.1 实验材料和实验原理.29 2.2 实验具体过程.29 第三章实验结果和分析.31 3.1 AZ31试样DPD前的初始组织状态31 3.2 AZ31试样DPD后组织和力学性能的变化31 3.2.1DPD后试样的孪生情况.31 3.2.2DP
10、D后试样织构的变化.32 3.2.3DPD后试样0方向拉伸的力学性能.33 III 重庆大学本科学生毕业设计（论文）目录 3.2.4 DPD后试样90方向拉伸的力学性能.34 结论.36 致谢.37 参考文献.38 IV 重庆大学本科学生毕业设计（论文）第一章前言 第一章 前言 1.1 引言 人类对镁的认识由来已久，且镁元素在自然界中含量相当丰富，1755年，英国人D.Black正式确定了镁的存在。但由于它非常活泼的化学性质，很难以单质形式存在，而且也不易从镁的化合物中被还原，在一段时期内，化学家们以为菱镁矿（含有MgCO3）经过焙烧后，得到的苦土（镁的氧化物）是不可再被分解的，而且拉瓦锡在1
11、789年制成的元素表中，就列有这种物质，所以相比于其他常见元素来说，镁被发现的时间较晚。经过半个世纪，到了1808年，英国化学家戴维（Davy）发现了一种新的金属与氧的化合物-氧化镁，并用钾还原白镁氧（即氧化镁MgO），终于第一次最早得到了少量的金属镁，从此镁被确定为一种元素，名称定为Magnesium，元素符号为Mg。镁的英文名之所以叫Magnesium，是因为希腊有个城市叫美格里西亚（Magnesia），这附近出产氧化镁。随着科学技术的发展，在1828年，法国人Bussy又从氯化镁（MgCl2）中将镁分离成金属元素。而真正将镁及其合金应用于工业生产，始于1886年的德国，又经过20几年的科
12、学实践，研究者们对镁及其合金才有了更进一步的认识，终于在1909年，德国人G.Elektron才创制出了一种实用的镁合金，即有名的Elektron合金，这种合金是Mg-Al-Zn系列合金或Mg-Mn系列合金，当时英国人横越大西洋所用的飞船，就是用这种合金建造的，名震一时。1930年，德国Alder工厂第一次将镁合金用于汽车零件；1936年，苏联又将镁合金用于飞机零件；第一次世界大战期间，镁合金大量用于军事上；第二次世界大战期间，镁合金的用量进一步激增；战后，镁合金主要用于汽车上；到了20世纪70年代，镁合金的应用出现了回落；80年代由于能源危机，镁合金的应用又开始回升，并且对其的认识，也有了长足进步。 到了现代社会，科学家们越来越认识到了镁合金所具有的一些优于其他金属材料的独特性质，20世纪90年代以来，随着市场经济全球化的步伐加快，也拉动了我国镁工业的发展，经过我国研究人员和工作人员长时间的不懈努力，镁合金产业在我国的发展取得了前所未有的成就，据相关数据统计，我国在90年代的十年间，原镁产量增长了37倍，其中1995-2000这几年原镁的平均增长率一直都保持在15%以上，大大超过了西方以及世界其他地方的增长率。这与我国是镁资源大国的客观背景是密不可分的。镁元素在自然界的含量是非常丰富的，据测算
