第4期 乔军等：铸轧AZ31镁合金的高温拉伸性能 .505+ 向为拉伸方向.图2(a)为与轧辊接触的轧制面，由 在两种应变率下均无强化现象并呈现较大的稳定变 于受轧制力作用较大平均晶粒尺寸较小，平均晶粒 形区。 尺寸d=9.51n.图2(b)为板材的侧面，为自由表 图4为不同拉伸速率和温度下拉伸验后的 面，受轧制力作用较小且平均晶粒尺寸较大，平均 试样照片.如图4(a)所示，在较高拉伸速率 晶粒尺寸d=12.63m.由两图可以看出，板材的轧 (1=10-2s-)下，在300℃的延伸率为63.6%， 制面和侧面的晶粒主要为大小不均匀的等轴晶粒. 在400℃和450℃的延伸率均超过100%，分别为 2试验结果及分析 113.6%和140%.如图4(b)所示，在较低拉伸速率 (2=10~3s1)下，试样总体颈缩较小且变形更均 2.1拉伸至失效试验结果 匀，延伸率明显增加，在400℃和450℃的延伸率 不同温度下拉伸至失效试验中试样的真应力- 分别达到了226.4%和220%. 应变曲线如图3所示。图3(a)的拉伸速度为2.54× 不同拉伸速率下的E/D-d曲线分别如图5(a) 10-2cns-1,换算为拉伸速率为1=(2.54×10-2 和5(b)所示.横坐标/D为扩散系数补偿的拉 cs1)/(2.54cm)=10-2s1:图3(b)的拉伸速率 伸速率，与Zener-Hollomon参数相似，能够综合 2=103s1。在两种拉伸速率下，各温度下的 体现温度及拉伸速率对材料延伸率的影响.扩散系 峰值应力均随温度升高减小，稳态变形区域和延伸 数D=Doexp(-Q/RT),Do的数值为1.2×10-3 率均随温度升高增大。当拉伸速率为102s~1时， m2s117刀，Q为铝原子在镁基体中的扩散激活能， 试样在300℃和350℃屈服后呈现明显的强化现 数值为143 kJ.mol-18.从两图中可以看出，材 象，其原因是屈服后位错缠结使强度增大，但变形 料在不同应变率下的延伸率均随/D的降低而增 温度较低，回复和再结晶作用有限。当拉伸速率为 加，即随温度升高而增加，延伸率在拉伸速率为 10~3s-1时，试样在350℃屈服后无明显强化且具 10-3s1和温度为400℃时达到最大为226.4%，此 有较大稳定变形区，而在400℃和450℃下，试样 时/D为1.04×101m-2 100 300℃ 50L 300℃ 40 350℃ 60 350℃ 40 400℃ 203 400℃ 450℃ 20- 10 450℃ 0.20.40.6 0.20.40.60.81 12 (a) (b) 留3拉伸至失效试验中不同温度时试样的真应力应变曲线.(a)1=102s-1:(b)E2=103s1 Fig.3 Truc tress-strain curves of specimens in elongation-to-failure test at different temperatures:(a)1=10-2s-1;(b)2=10-3 8~】 原始试样 (a) 原始试样 (b) T=300℃6=63.6% T=300℃6=83.6% T=350℃6=90.7% T=350℃6=191.3% T=400℃6=226.4% T=400℃6=113.6% T=450℃6=220% T=450℃6=140% 图4不同条件下拉伸至失效试验后试样的照片。(a)1=102s1:(b)2=10-3s-1 Fig.4 Photos of specimens before and after elongation-to-failure test in different conditions:(a)1=10-2s-1;(b)2=10-3s-1第 期 乔 军等 铸轧 镁合金的高温拉伸性能 · · 向为拉伸方 向 图 为与轧辊接触 的轧制面 , 由 于受轧制力作用较大平均晶粒尺寸较小 , 平均晶粒 尺寸 图 为板材 的侧面 , 为 自由表 面 , 受轧制力作用较小且平均晶粒尺寸较大, 平均 晶粒尺寸 卜` 由两 图可 以看出, 板材的轧 制面和侧面的晶粒主要为大小不均匀的等轴 晶粒 试验结果及分析 拉伸至失效试验结果 不同温度下拉伸至失效试验中试样的真应力 应变曲线如图 所示 。图 的拉伸速度为 一“ ·一', 换算为拉伸速 率为 甘 一“ ,, 一' ,,, 一 一“ 一` 图 的拉伸速率 若 犷 “ 一`。在两种拉伸速率下, 各温度下 的 峰值应力均随温度升高减小, 稳态变形区域和延伸 率均随温度升高增 大 。当拉伸速率为 一“ 一' 时 , 试样在 ℃和 ℃屈服后呈现明显 的强化现 象 , 其 原因是屈服后位错缠结使强度增大, 但变形 温度较低 , 回复和再结晶作用有限 。当拉伸速率为 一” 、一`时, 试样在 ℃屈服后无明显强化且具 有较大稳定变形 区, 而在 ℃和 ℃下, 试样 在两种应变率下均无强化现象并呈现较大的稳定变 形 区 。 图 为 不 同拉伸速 率和温度 下拉伸验后 的 试 样照 片 如 图 所示 , 在 较高 拉伸速 率 `二 一 一` 下 , 在 ℃的延伸率 为 , 在 ℃和 ℃的延伸率均超过 , 分别为 和 如图 所示, 在较低拉伸速率 份 一” 一` 下 , 试样总体颈缩较小且变形更均 匀 , 延伸率明显增加 , 在 ℃和 ℃的延伸率 分别达到了 和 不同拉伸速 率下的 封 一占曲线分别如 图 和 所示 横坐 标 打 为扩散系数补偿的拉 伸速率 , 与 一 参数相似 , 能够综合 体现温度及拉伸速率对材料延伸率 的影响 扩散系 数 卜 , 。的数值为 一 一 ·一`` , 为铝原子在镁基体中的扩散激活能, 数值为 · 一' 从两 图中可 以看 出, 材 料在不 同应变率下的延伸率均随 到 的降低而增 加 , 即随温 度升高 而增加 , 延伸率在拉伸 速率为 一” 一 和温度为 ℃时达到最大为 , 此 时 ` 为 “ 一 乙记匕 “'…咒 , 〔〔 ”盯 卜 。、, 。、 巴 '」 乏 一 、 、 匕比。片板 一巨二上一 一与 州一一 … … … 二 一 一 月 闷 峭 盛 一 图 拉伸至失效试验中不同温度时试样的真应力一应变 曲线 艺 一“ 一` 幻二 一 一 一 , 一 一 一 ` 一 一` 已 一 图 不同条件下拉伸至失效试验后试样的照片 。 己, 二 一 ` ` 亏 一 一 · 一 一 己 一 一 已 一