Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金板材平面力學(xué)各向異性研究.pdf

1、Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金強(qiáng)度高、塑性好、焊接性能優(yōu)良，具有較好的抗腐蝕性能，在航天、航空領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。隨著航天、航空技術(shù)的不斷發(fā)展，鋁鎂鈧合金板材研究已列入十·五攻關(guān)計劃。板材在不同取向條件下的力學(xué)性能是這類合金應(yīng)用研究的一個重要方面。本文通過拉伸力學(xué)性能試驗、織構(gòu)的XRD測定、OM組織觀察、SEM和TEM電子顯微組織觀察，著重研究了不同取向條件下鋁鎂鈧合金熱軋板、冷軋一退火板拉伸力學(xué)性能和微觀組織的關(guān)系，并從晶粒形態(tài)

2、、晶體學(xué)織構(gòu)和析出相對性能的影響入手，對鋁鎂鈧合金板材各向異性的影響因素及形成機(jī)理進(jìn)行了討論。主要研究結(jié)果如下： 1不同取向條件下鋁鎂鈧合金板材的IPA計算結(jié)果表明，研究合金具有較明顯的平面各向異性：在30°方向的強(qiáng)度較高，45°方向的強(qiáng)度較低，并且表現(xiàn)出反向各向異性，即橫向(α=90°)塑性高于縱向(α=0 °)塑性。 2微量Sc和zr形成的Al<,3>(Sc、Zr)粒子具有強(qiáng)烈的抑制再結(jié)晶的作用，使得合金冷軋．退火

3、板材仍然保留了沿軋制方向延展的煎餅狀的非再結(jié)晶晶粒組織。而這種具有明顯方向性的非再結(jié)晶組織是導(dǎo)致合金各向異性的一個重要因素。 3析出相Al<,3>(Sc、Zr)被運(yùn)動位錯從同一面切過，可有效軟化可動滑移面，減少可動滑移系數(shù)目，產(chǎn)生粗大的共面滑移，形成密集滑移帶。這種形變非均勻性的滑移帶的存在會削弱合金板材的縱向性質(zhì)，從而強(qiáng)化各向異性并對反向各向異性產(chǎn)生影響。 4 由反極圖實驗結(jié)果分析得出，熱軋態(tài)板材主要織構(gòu)為{110

4、}<112>，次要織構(gòu)為{311)<112>。冷軋-退火態(tài)板材除了主要織構(gòu){110}<112>，次要織構(gòu){311}<112>外，還出現(xiàn)了更弱的，但為正常的純鋁織構(gòu) {211}<111>。通過常用的單晶近似Schmid因子法分析了單組分 (110)[1 2]織構(gòu)對研究合金板材σ<,s>各向異性的影響，計算分析得出晶體學(xué)織構(gòu)的存在是造成研究合金板材σ<,s>各向異性的主要原因。 5 本文提出了一種新的雙晶近似Schmid因子法，用