挤压态Mg-3Zn-1Y镁合金碰撞性研究

发布时间：2020-04-18 19:31

【摘要】：作为最轻的工程结构材料,镁合金具有较高的比强度和比刚度,较好的电磁屏蔽和阻尼性能等诸多优点,在航空、航天,汽车以及电子产品等领域获得了广泛的应用。但是,由于镁合金的强度相对较低,限制了其在受力结构件上的应用。Mg-Zn-Y系稀土镁合金由于其比较丰富的强化相信息以及较高的性能,成为目前稀土镁合金的研究热点。本文以Mg-3Zn-1Y镁合金为研究对象,使用X-ray分析宏观织构,后采用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)设备对Mg-3Zn-1Y挤压棒材不同方向试样进行了高速冲击实验。使用AXIOHAL-100型蔡司显微镜观察试样变形之后的显微组织。结合显微组织分析不同受力状态下的变形机制,研究不同受力方向、应变速率、变形温度对Mg-3Zn-1Y镁合金碰撞性的影响。以期为Mg-Zn-Y系镁合金在汽车、航天航空等领域的耐冲击场合使用时提供设计依据。高速冲击实验的加载方向为挤压方向和挤压横向,应变速率在849s~(-1)-2915s~(-1),变形温度为室温至300℃。实验结果表明:室温下Mg-3Zn-1Y镁合金挤压棒材挤压方向和挤压横向试样之间存在明显的各向异性现象,挤压方向的试样力学性能优于挤压横向试样。随着温度升高,各向异性现象逐渐减弱,热软化效应越起到主导作用,挤压态Mg-3Zn-1Y镁合金动态压缩强度逐渐下降,塑性变形能力增强。分析表明,挤压态Mg-3Zn-1Y镁合金变形过程中出现的各向异性现象主要是由于初始织构的存在导致后续变形机制的不同所引起。沿挤压方向压缩时,当应变量较小时,变形机制主要为拉伸孪晶,当应变量增加时,会有柱面滑移参与变形,当应变量达到一定值时滑移成为其主要的变形方式。而沿挤压横向压缩时,随着应变速率增加,变形方式由压缩孪生为主变为基面滑移和二次锥面滑移协同变形。而挤压态Mg-3Zn-1Y镁合金在高温高应变速率下的压缩变形机制为,以滑移和孪生两种方式来进行,以滑移为主要变形方式,并伴随动态再结晶的发生。
【图文】：

实验装置图,压杆

第 2 章实验的原理、材料及方案设备及原理验设备简介究所作高应变速率变形实验所用的设备为 Hopkinson 杆如图 2.1 所示，压杆（Split Hopkinson Pressure Bar(SHPB)）和霍普金森拉杆（Splitar(SHTB)）。由于本实验是对镁合金碰撞性进行研究，所以本实验装SHPB）如图 2.1 左侧所示，，压杆装置采用的入射杆和透射杆长度都为2mm；选取长度为 100mm，直径为 12mm 的入射子弹。沈阳工业大学硕士学位论文

实验装置,一维应力波,透射波,入射波

图 2.2 SHPB 实验装置简图Fig. 2.2 Schematic diagrams of SHPB apparatus原理简介设备根据一维应力波理论，并根据公式 2.1、2.2 和 2.3 计算被变 (t )和应力 (t )。为保证实验结果准确性，每组实验会做数0( ) ( ( ) ( ) ( ))2i r tAt E t t tA 00( ) ( ( ) ( ) ( ))ti r tCt t t t dtl 0( ) ( ( ) ( ) ( ))i r tCt t t tl i(t)、εt(t)和εr(t)分别为入射波、透射波和反射波信号，A 和 Ao是
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG146.22

【参考文献】