文档介绍：冷轧变形对搅拌摩擦焊接 AZ31 镁合金微观
组织与性能影响的研究

重庆大学硕士学位论文
(学术学位)

学生姓名:徐泽人
指导教师:辛仁龙教授
专业:材料科学与工程
学科门类:工学

重庆大学材料科学与工程学院
二 O 一三年五月
Effect of Cold Rolling on Microstructure
Evolution and Mechanical Properties of
Friction Stir Welded AZ31 Magnesium
Alloys

A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Master‟s Degree of Engineering
By
Xu Zeren

Supervised by Prof. Xin Renlong
Specialty: Material Science and Engineering

College of Material Science and Engineering of
Chongqing University, Chongqing, China
May, 2013
重庆大学硕士学位论文中文摘要

摘要

尽管晶粒得以细化,搅拌摩擦焊接(FSW)镁合金的焊接性能常低于其母材。
不少报道中焊后材料的抗拉强度甚至延伸率与母材相当,但屈服强度普便远低于
母材,其主要原因是织构弱化抵消了细晶强化的作用。本文通过对 FSW 焊后样
品进行少量轧制变形并低温退火,通过引入孪生强化焊接“薄弱区”来提高焊后材
料的屈服强度。另外,本文利用电子背散射衍射技术(EBSD)、扫描电子显微镜
(SEM)、金相分析(OM)等手段,详细研究了冷轧后搅拌区内及搅拌区附近各
不同微区的微观组织和晶粒择优取向的情况。预变形前后 FSW 样品横向拉伸测
试结果表明:与焊接态材料相比,进行少量冷变形(2%)可将焊接态材料的屈服
强度提高 50%并只损失少量延伸率;而较大的冷变形会导致强烈的应力集中,使
得延伸率大大下降。另外,通过对各变形量的样品进行低温退火,大变形样品的
延伸率可以恢复到 60%-70%预变形前的水平。
实验结果表明:通过结合预轧制和低温退火引入孪生并消除一部分加工硬化,
FSW 样品屈服强度可以提高到母材的水平并且只带来少量的延伸率降低。另外,
本文对 FSW 样品的断裂位置进行了一些探索性实验和思考。初步结果表明:热
机械影响区(TMAZ)和搅拌区(SZ)界面处的织构/晶粒尺寸的突变不一定是导
致断裂的主要原因;相反,在轴肩影响区、热机械影响区、搅拌区三处的交界处
更有可能萌生裂纹。

关键词:AZ31 合金,搅拌摩擦焊接,冷轧,屈服强度,孪生
I
重庆大学硕士学位论文英文摘要

ABSTRACT

Despite of significant grain refinement, the properties of friction stir welded
magenium alloys are always inferior to original materials. Several reports indicate that
the ultimate tensile strength and elongtation are similar between as-welded and original
materials, but the yield strength is always much lower than matrix part. The major
reason for this phenomenon is texture weakening effect which exceeds the hardening
effect from grain refinement. In the current work, as-FSWed samples are subject to
small amount of cold rolling and subsequent low-temperature annealing, the „weak
parts‟ inside the friction stir zone