热挤压和ECAP变形对碳纳米管增强镁基复合材料宏观织构的影响

本章通过对1.0wt％碳纳米管增强镁基复合材料ECAP变形前后的宏观织构分布进行了测试，主要获取了{0002}基面和棱柱面极图。分析了在ECAP变形过程中复合材料的织构演变及对其力学性所产生的影响。主要结论如下：

1）1.0wt％碳纳米管增强镁基复合材料经热挤压后具有较强的{0001}基面纤维织构，这一织构分布与典型的挤压态镁合金中形成的择优取向接近。这也说明，经热挤压之后的复合材料中基体晶粒与镁合金一样发生了比较明显的定向排列，即形成了基面纤维织构。但由于复合材料中碳纳米管的存在，对热挤压过程中基体晶粒的转动有一定的阻碍作用，导致1.0wt％碳纳米管增强镁基复合材料经热挤压后基体晶粒形成的择优取向还不是理想的基面取向特征，故｛0002｝基面极图有一定的漫散。

2）经ECAP变形后，复合材料的织构开始偏离挤压态的纤维织构分布，并且织构强度开始减弱。随着ECAP变形道次的增加，1.0wt％碳纳米管增强镁基复合材料织构分布变化越大。经ECAP变形4道次后，复合材料的织构分布明显偏离纤维织构分布，并且织构强度明显减弱，{0002}基面极图中的中心最高强度值由挤压态的2409降为833。但由于复合材料中碳纳米管对晶粒的钉扎作用，阻碍了晶粒的转动，导致1.0wt％碳纳米管增强镁基复合材料在ECAP变形过程中并没有像镁合金那样随着变形道次的增加织构分布发生明显的变化，初始的基面纤维完全消失。

3）经ECAP变形后复合材料织构分布的变化有利于基面位错的开动。在ECAP变形过程中，采用B_C路径每道次间顺时针方向旋转试样90°，复合材料中由于碳纳米管的存在导致了在ECAP变形时晶粒难以转动，使其与周围晶粒的取向差加大。所以，由于碳纳米管的加入，导致了碳纳米管增强镁基复合材料中织构的整体弱化，在经过ECAP变形时，这种弱化更加明显。

4）在ECAP变形过程中，碳纳米管增强镁基复合材料的抗拉强度受到晶粒细化和织构软件的综合影响。ECAP变形1道次时，复合材料的晶粒细化起主导作用，随着ECAP变形道次的逐渐增加，晶粒细化作用不那么明显，而变形织构起主导作用，使强度逐渐降低。

5）由于在ECAP变形过程中，碳纳米管增强镁基复合材料形成了{0001}基面平行于剪切平面的织构，{0001}基面与挤压方向大致成45°。因此，在室温拉伸实验时，由于与拉伸方向成45°的基面上具有最大的剪切应力，所以更容易发生基面滑移，从而导致复合材料拉伸断口都是与挤压方向成45°角断裂，复合材料的抗拉强度有所下降，而延伸率则得到提高。而对于挤压态的复合试样来说，由于在常规挤压过程中形成的是{0001}基面平行于挤压方向的织构，在室温拉伸实验时由于其基面平行于拉伸方向，其基面滑移系的Schmid因子为0，在基面上几乎没有剪切应力，所以难以发生基面滑移，复合材料的拉伸断口为平断。

本章通过对1.0wt％碳纳米管增强镁基复合材料ECAP变形前后的宏观织构分布进行了测试，主要获取了{0002}基面和棱柱面极图。分析了在ECAP变形过程中复合材料的织构演变及对其力学性所产生的影响。主要结论如下：(www.xing528.com)

1）1.0wt％碳纳米管增强镁基复合材料经热挤压后具有较强的{0001}基面纤维织构，这一织构分布与典型的挤压态镁合金中形成的择优取向接近。这也说明，经热挤压之后的复合材料中基体晶粒与镁合金一样发生了比较明显的定向排列，即形成了基面纤维织构。但由于复合材料中碳纳米管的存在，对热挤压过程中基体晶粒的转动有一定的阻碍作用，导致1.0wt％碳纳米管增强镁基复合材料经热挤压后基体晶粒形成的择优取向还不是理想的基面取向特征，故｛0002｝基面极图有一定的漫散。

2）经ECAP变形后，复合材料的织构开始偏离挤压态的纤维织构分布，并且织构强度开始减弱。随着ECAP变形道次的增加，1.0wt％碳纳米管增强镁基复合材料织构分布变化越大。经ECAP变形4道次后，复合材料的织构分布明显偏离纤维织构分布，并且织构强度明显减弱，{0002}基面极图中的中心最高强度值由挤压态的2409降为833。但由于复合材料中碳纳米管对晶粒的钉扎作用，阻碍了晶粒的转动，导致1.0wt％碳纳米管增强镁基复合材料在ECAP变形过程中并没有像镁合金那样随着变形道次的增加织构分布发生明显的变化，初始的基面纤维完全消失。

3）经ECAP变形后复合材料织构分布的变化有利于基面位错的开动。在ECAP变形过程中，采用B_C路径每道次间顺时针方向旋转试样90°，复合材料中由于碳纳米管的存在导致了在ECAP变形时晶粒难以转动，使其与周围晶粒的取向差加大。所以，由于碳纳米管的加入，导致了碳纳米管增强镁基复合材料中织构的整体弱化，在经过ECAP变形时，这种弱化更加明显。

4）在ECAP变形过程中，碳纳米管增强镁基复合材料的抗拉强度受到晶粒细化和织构软件的综合影响。ECAP变形1道次时，复合材料的晶粒细化起主导作用，随着ECAP变形道次的逐渐增加，晶粒细化作用不那么明显，而变形织构起主导作用，使强度逐渐降低。

5）由于在ECAP变形过程中，碳纳米管增强镁基复合材料形成了{0001}基面平行于剪切平面的织构，{0001}基面与挤压方向大致成45°。因此，在室温拉伸实验时，由于与拉伸方向成45°的基面上具有最大的剪切应力，所以更容易发生基面滑移，从而导致复合材料拉伸断口都是与挤压方向成45°角断裂，复合材料的抗拉强度有所下降，而延伸率则得到提高。而对于挤压态的复合试样来说，由于在常规挤压过程中形成的是{0001}基面平行于挤压方向的织构，在室温拉伸实验时由于其基面平行于拉伸方向，其基面滑移系的Schmid因子为0，在基面上几乎没有剪切应力，所以难以发生基面滑移，复合材料的拉伸断口为平断。