在不同軋制溫度（280，320，360，400℃）下對12.5mm厚退火態(tài)Mg-1Al（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）合金進(jìn)行壓下率分別為20%，80%的兩道次軋制，采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡、動態(tài)熱機(jī)械分析儀、X射線衍射儀等研究了軋制溫度對試驗合金顯微組織、拉伸性能和阻尼性能的影響。結(jié)果表明：隨著軋制溫度升高，試驗合金動態(tài)再結(jié)晶越發(fā)充分，當(dāng)軋制溫度為360 ℃時動態(tài)再結(jié)晶基本完成且合金中開始出現(xiàn)孿晶；（0002）基面織構(gòu)強(qiáng)度先升后降，在320℃軋制時最高（13.801）；屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度下降，斷后伸長率先升后降，當(dāng)軋制溫度為360 ℃時拉伸性能最佳。在高應(yīng)變振幅下，室溫阻尼隨應(yīng)變振幅增加而增大，隨軋制溫度升高而增大。不同溫度軋制后合金均分別在100~150℃和270~320℃出現(xiàn)P1與P2阻尼峰，P2峰峰值隨軋制溫度升高降低，說明合金高溫阻尼性能下降。
01、研究背景
鎂合金因密度低、比強(qiáng)度高以及阻尼性能優(yōu)異，成為汽車、航空航天和電子等領(lǐng)域重要的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。高阻尼鎂合金能有效減振降噪，但往往存在強(qiáng)度不足的問題。通過合金化設(shè)計與工藝調(diào)控，協(xié)同提升鎂合金的力學(xué)與阻尼性能受到關(guān)注。
鋁作為鎂合金中常添加的合金元素，可以通過細(xì)晶強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化提高合金強(qiáng)度。但高含量鋁會增加β-Mg17Al12相含量，降低合金塑性和阻尼性能。胡小石研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鋁含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）高于1%時，鎂合金難以滿足高阻尼性能要求。目前，未見針對臨界鋁含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%）對鎂合金力學(xué)與阻尼性能影響的系統(tǒng)性研究。
軋制工藝是制備鎂合金板材的關(guān)鍵技術(shù)，對實現(xiàn)顯微組織均勻化，進(jìn)而提升綜合性能至關(guān)重要。裴夢雨等通過單道次大應(yīng)變軋制與退火工藝，實現(xiàn)了低鋁含量鎂合金斷后伸長率與室溫阻尼的協(xié)同提高。劉光明等研究發(fā)現(xiàn)，軋制溫度會影響AZ31鎂合金在軋制過程中的動態(tài)再結(jié)晶程度，從而影響力學(xué)性能，在350 ℃軋制時合金的基面織構(gòu)強(qiáng)度最低，綜合力學(xué)性能最佳。目前，有關(guān)軋制溫度對鎂合金阻尼性能影響的研究較少。為此，作者對退火態(tài)Mg-1Al合金（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%，下同）進(jìn)行軋制處理，研究了軋制溫度對試驗合金顯微組織、拉伸性能和阻尼性能的影響，擬為鎂合金的軋制工藝優(yōu)化和綜合性能提升提供新思路。
02、研究亮點
1 試樣制備與試驗方法
本章節(jié)重點介紹了Mg-1Al合金試樣的制備流程與試驗方法。具體包括：采用純鎂錠和Mg-10Al中間合金為原料，經(jīng)熔煉、均勻化退火后切割成試樣，分別在280、320、360和400℃四種溫度下保溫并軋制成2mm薄板；通過金相試樣制備、腐蝕處理和光學(xué)顯微鏡觀察分析顯微組織與晶粒尺寸；利用XRD分析物相組成和織構(gòu)；按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行室溫拉伸試驗并觀察斷口形貌；最后使用動態(tài)熱機(jī)械分析儀測試室溫和高溫下的阻尼性能。
不同溫度軋制后試驗合金的顯微組織和晶粒尺寸分布
2 試驗結(jié)果與討論
本章節(jié)重點分析了不同軋制溫度（280℃、320℃、360℃、400℃）對Mg-1Al合金顯微組織、織構(gòu)演變、力學(xué)性能及阻尼行為的影響。隨著溫度升高，動態(tài)再結(jié)晶逐漸充分，晶粒尺寸先減小后增大，孿晶數(shù)量增多；320℃時基面織構(gòu)強(qiáng)度最高，360℃時綜合拉伸性能最優(yōu)；室溫阻尼性能隨溫度升高而改善，400℃時因可動位錯密度最大、脫釘阻力最低而阻尼性能最佳；高溫阻尼受晶界滑移與位錯密度共同影響，280℃時高溫阻尼峰值最高。組織演變與性能變化主要受動態(tài)再結(jié)晶程度、孿晶形成及位錯運動機(jī)制調(diào)控。
不同溫度軋制后試驗合金在不同加載頻率下的阻尼-溫度曲線
03、結(jié)束語
（1）當(dāng)軋制溫度為280℃時，Mg-1Al合金的晶粒細(xì)小均勻，動態(tài)再結(jié)晶不充分，隨著軋制溫度升高，動態(tài)再結(jié)晶更充分，當(dāng)軋制溫度升至360℃時，動態(tài)再結(jié)晶基本完成，試驗合金中出現(xiàn)少量孿晶，當(dāng)軋制溫度達(dá)到400℃時，孿晶數(shù)量增多。隨著軋制溫度升高，（0002）基面織構(gòu)強(qiáng)度先升后降，當(dāng)軋制溫度為320℃時最大。
（2）隨著軋制溫度升高，Mg-1Al合金的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度下降，斷后伸長率先升后降。當(dāng)軋制溫度為360℃時，斷后伸長率最高，抗拉強(qiáng)度仍較高，拉伸性能最佳；當(dāng)軋制溫度為400℃時，由于試驗合金中孿晶增多削弱織構(gòu)強(qiáng)化作用，強(qiáng)度和斷后伸長率降低。
（3）在高應(yīng)變振幅下，室溫阻尼隨應(yīng)變振幅增加而增大，隨著軋制溫度升高增大。高溫阻尼測試中，不同溫度軋制后試驗合金中均分別在100~150 ℃和270~320 ℃出現(xiàn)P1與P2峰；P2峰峰值隨軋制溫度升高降低，說明合金的高溫阻尼性能下降。
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