變形鎂合金累積疊軋焊后熱膨脹的各向異性

【引言】

累積疊軋焊（ARB）是一種大塑性變形工藝（SPD），成功地用于獲得超細晶粒甚至納米晶結構。ARB技術與其它SPD方法相比具有一定的優勢。它比ECAP方法便宜，使用ARB可以得到相對較大的板材。關于ARB方法的早文獻屬于Tsui等人發表的論文。雖然許多文獻報道了鎂合金采用ARB工藝的力學性能，但對其它物理性能的研究卻很少。

【成果介紹】

累積疊軋焊是制備超細晶粒金屬材料的一種方法。這種方法的原理是將一堆金屬板反復軋制到一個大的壓下率，然后將得到的金屬板切割成兩半，將它們放在一起再軋制。本研究的目的正是協助了解AZ31薄板在ARB程序下的線性熱膨脹。將分別通過了ARB_1 和 ARB_2兩種累積疊軋焊的AZ31鎂合金板材通過軋機進行切割，使試樣軸平行于或垂直于軋制方向。用LINSEIS L75PT-1600膨脹儀在室溫至400℃的溫度范圍內測量了樣品的線性熱膨脹。在隨后的兩個加熱和冷卻循環中測量了片材的熱膨脹曲線。通過膨脹儀測量，估算了相對延伸率和熱膨脹系數的溫度依賴關系。發現了AZ31鎂合金累積疊軋焊后熱膨脹的平面各向異性。

【圖文導讀】

圖1：ARB_0（a）、ARB_1（b）和ARB_2樣品（c）的微觀結構。

圖2：測量了L樣（a）和T樣（b）的持久應變。

圖3：未處理板材（a）和經兩次軋制后的板材（b）的熱膨脹系數分別與溫度的預估關系。

【結論】

實驗研究了AZ31板材在累積疊軋焊過程中的線性熱膨脹。從這些結果可以得出以下幾點：1.累積疊軋焊ARB工藝重新確定了AZ31板材的晶粒結構。

2.*熱循環后觀察到樣品持久縮短。殘余應變取決于試樣中平行于軋制方向的ARB焊道數，而在橫向上保持恒定。 

3.AZ31板材的熱膨脹系數CTE在軋制后表現出平面各向異性。

4.熱膨脹系數CTE隨著累積疊軋焊ARB通過次數的增加而降低。

持久