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挤压-剪切工艺挤压AZ31镁合金的组织和织构演变
引言
AZ31镁合金是一种典型的镁铝锌系合金，具有较高的比强度、比刚度、导热性和导电性以及良好的机械性能和涂装性能。因此，它被广泛用于航空航天、交通运输、电子、通讯、包装等领域中。然而，由于镁合金具有低的塑性、容易产生裂纹和异质性，制造难度较大，特别是在挤压和剪切加工过程中更是如此。
本文将重点研究AZ31镁合金在挤压和剪切工艺中的组织和织构演变规律，以期为包括航空、航天、轨道交通、汽车制造等行业提供技术支持和参考。
1.挤压工艺对AZ31合金组织和织构的影响
挤压是指通过挤压机将金属材料加工成一定形状和尺寸的成品，是AZ31镁合金加工中应用最广泛的一种技术。挤压过程中，由于金属的晶格结构会发生变形，因此对材料的组织和织构都会产生影响。下面将分别从晶界、晶粒和织构三个方面来探讨挤压工艺对AZ31合金组织和织构的影响。
1.1.晶界
挤压会使晶界截面积减小，晶界数量增加，晶界面积总量增大，因而会导致强化效应的增加。同时，晶界处的应力集中也容易引起晶间腐蚀和断裂，在晶界处形成氧化物和碳化物等多种化合物，从而影响材料的性能。
1.2.晶粒
挤压对晶粒尺寸的影响主要体现在晶粒的细化和细观组织的调整两个方面。晶粒细化会提高材料的强度和塑性，但过量的细化反而会使材料的韧性变差；而细观组织的调整可以调节材料的塑性和强度之间的平衡，从而提高材料的综合性能。
1.3.织构
挤压也会使基材的织构发生改变。朝向下的拉伸和朝向上的压缩形成了一定的织构。例如，在挤压压力方向上有完美的基底织构；在垂直于挤压方向的轧向中，拉伸绵延了晶体的基面，共面将与挤压轴成90度。因此，在挤压工艺中，织构也是需要重点关注的因素之一。
2.剪切工艺对AZ31合金组织和织构的影响
剪切是指将金属材料分割成一定形状和尺寸的成品。相较于挤压，剪切加工对材料的形变更大，因此会对材料的组织和织构产生更为显著的影响。下面将分别从晶界、晶粒和织构三个方面来探讨剪切工艺对AZ31合金组织和织构的影响。
2.1.晶界
剪切会引起晶格的滑移和移位，使晶界位置发生变化，晶界上的应变增加，晶界面积变大。这会导致显著的强化效应，提高材料的强度和塑性。但如果剪切过度，也会产生过多的位错和晶界，进而影响材料的宏观性能。
2.2.晶粒
和挤压类似，剪切处理也会使晶粒发生变形和细化。剪切过程中晶体也会沿剪切方向进行平移，从而导致晶界的稳定性降低，易于引起晶体的形变、转动和滑移。这也会使晶粒细化并增加材料的塑性和强度。
2.3.织构
剪切处理也有可能改变材料的织构。例如，在沿剪切方向的拉伸下，轧向将垂直于剪切方向而产生。如果剪切角度越粗，垂直于剪切方向的织构也会随之增强，从而对材料的性能产生影响。
3.AZ31合金在挤压和剪切工艺中的组织和织构演变规律
通过对挤压和剪切处理的影响进行分析，可以得到AZ31合金在挤压和剪切工艺中的一般组织演变规律：
-在挤压和剪切中，晶界数量和面积总量会增加，从而导致材料的强化效应加强；
-晶粒会发生细化和形变，从而提高材料的强度和塑性，但过量的细化会降低材料的韧性；
-在挤压和剪切方向上会形成不同的织构，这也会对材料的性能产生影响。
而AZ31合金在挤压和剪切工艺中的织构演变规律则比较复杂。因为挤压和剪切中的应变状态和应力状态是不同的，所以不同于挤压，剪切加工会导致材料织构的不均匀分布，这也就导致了材料的综合性能存在差异。因此，在设计和制造AZ31镁合金制品时，需要综合考虑材料的组织和织构演变规律，在材料组织与织构的协同作用下实现材料性能的最大化。
结论
本文系统阐述了AZ31镁合金在挤压和剪切工艺中的组织和织构演变规律。从晶界、晶粒和织构三个方面，分析了挤压和剪切加工对材料性能的影响。结合实际工艺，提出了在材料制品设计和制造中应该综合考虑材料组织和织构等多种因素，以期实现AZ31镁合金性能的最大化。本文对于AZ31镁合金加工和应用领域的研究有一定参考价值，为相关领域的研究提供了一些新的思路和方法。