ECAP变形对碳纳米管增强镁基复合材料织构的影响

图6.5所示为1.0wt％碳纳米管增强镁基复合材料在230℃时采用模角为90°的模具ECAP变形不同道次后的{0002}基面和棱柱面极图。

经ECAP变形后，1.0wt％碳纳米管增强镁基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}基面极图中中心部位的最高强度值降为833。这说明随着ECAP变形道次的增加，平行于挤压方向的｛0001｝基面明显减少，复合材料中一部分晶粒的取向发生了变化。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，所以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。

图6.4 挤压态1.0wt％碳纳米管增强镁基复合材料的｛0002｝基本和｛101-0｝棱柱面极图

经ECAP变形后1.0wt％碳纳米管增强镁基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。(www.xing528.com)

纵观整个1.0wt％碳纳米管增强镁基复合材料在ECAP变形过程中的织构演变过程，ECAP变形前挤压态的复合材料主要是{OOOl}基面平行于挤压方向的基面纤维织构，其C轴与挤压方向垂直，{0002}基面极图的中心最高强度值达到2409。经ECAP变形1道次后，由于变形过程中发生了纯剪切变形，复合材料在变形晶粒取向开始偏离挤压态的纤维织构，极图的漫散范围加大；随着ECAP变形道次增加，复合材料中的织构分布进一步发生了改变，ECAP变形2道次后织构轴绕法向偏转约8°左右，{0002}基面极图的中心最高强度值降为1122；经ECAP变形4道次后，{0002}晶面的分布更加分散，中心位置的最高强度值降为833。经ECAP变形后，随着复合材料中基面纤维织构的偏离，C轴与挤压方向呈约45°方向，并且织构强度明显减弱，基面滑移的Schmid因子不断增大，由于基面滑移的临界分切应力比非基面滑移低100倍^[147]，塑性变形时临界剪切应力（CRSS）小、Schmid因子大的滑移系最先开动。因此，经ECAP变形后使MWC-NTs增强AZ31镁基复合材料的基面滑移更容易开动。

图6.5 1.0wt％碳纳米管增强镁基复合材料ECAP变形不同道次后的{0002}和极图