高ひずみ率二軸鍛造により作製したAZ31マグネシウム合金の組織,組織及び機械的性質

Microstructure, Texture and Mechanical Properties of AZ31 Magnesium Alloy Fabricated by High Strain Rate Biaxial Forging.

• Yuanzhi Wu
• Jizhao Liu
• Bin Deng
• Tuo Ye
• Qingfen Li
• Xiaotao Zhou
• Hongji Zhang

抄録

AZ31マグネシウム合金の高歪率二軸鍛造(HSRBF)をΣΔε=1.32の累積ひずみで実施し、関連する組織,組織及び機械的性質を調べた。その結果、組織の進化は2つのステップに分けられることがわかった。これは、高密度双晶({101(-)2}延長双晶及び{101(-)1}-{101(-)2}二次双晶)の形成とその後の双晶誘起DRX(動的再結晶)を含むユニークなメカニズムに起因するものである。蓄積歪の増加に伴い熱活性化温度が上昇し、その結果、結晶粒成長が起こる。転がり組織は高ひずみ率二軸鍛造合金の主な組織であり、その強度は蓄積ひずみの増加とともに低下します。さらに、各鍛造パス後には、基底極が鍛造方向（ＦＤ）に向けて回転し、完全再結晶化したＨＳＲＢＦｅｄ合金では、基底極が圧延方向（ＲＤ）から１５〜２０°傾斜した基底組織が形成されている。このような結晶粒微細化とタイル状組織は、完全再結晶組織を有するHSRMBFed合金の優れた強度と延性に起因するものである。累積ひずみがΣΔε＝0.88であることから、HSRMBFed合金は機械的特性の優れた組み合わせを示し、究極引張強さ(UTS)は331.2MPaであり、伸びは25.1%である。

High strain rate biaxial forging (HSRBF) was performed on AZ31 magnesium alloy to an accumulated strain of ΣΔε = 1.32, the related microstructure, texture and mechanical properties were investigated. It was found that the microstructure evolution can be divided into two steps during HSRBF. In the early forging processes, the refinement of the grain is obvious, the size of ~10 μm can be achieved; this can be attributed to the unique mechanisms including the formation of high density twins ({101(-)2} extension twin and {101(-)1}-{101(-)2} secondary twin) and subsequently twining induced DRX (dynamic recrystallization). The thermal activated temperature increases with the increase of accumulated strain and results in the grain growth. Rolling texture is the main texture in the high strain rate biaxial forged (HSRBFed) alloys, the intensity of which decreases with the accumulated strain. Moreover, the basal pole rotates towards the direction of forging direction (FD) after each forging pass, and a basal texture with basal pole inclining at 15-20° from the rolling direction (RD) is formed in the full recrystallized HSRBFed alloys. The grain refinement and tiled texture are attributed to the excellent strength and ductility of HSRMBFed alloys with full recrystallized structure. As the accumulated strain is ΣΔε = 0.88, the HSRMBFed alloy displays an outstanding combination of mechanical properties, the ultimate tensile strength (UTS) is 331.2 MPa and the elongation is 25.1%.