Ce对铸态AZ80镁合金热变形行为影响的研究

发布时间：2017-03-24 16:03

  本文关键词：Ce对铸态AZ80镁合金热变形行为影响的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,稀土镁合金作为一种高温耐热镁合金,受到越来越多的关注。镁合金中添加稀土元素不仅可以有效细化晶粒,还可以提高合金的室温和高温力学性能。铸态镁合金直接塑性变形,可以缩短加工流程,极高经济效益。本文对铸态稀土镁合金进行热变形行为研究,并分析其变形机制,为稀土镁合金的开发和利用提供了依据。首先对合金进行显微组织分析,研究其相的组成,AZ80+0.4%Ce镁合金主要组成为α-Mg基体和小岛状的?-Mg17Al12共晶相,此外还存在针状或是杆状的Al4Ce相,并且晶粒明显细化。随后采用热模拟实验,通过线性拟合等方法研究了该合金在热变形过程中的流变应力σ、合金门槛应力值?0、应变速率??和变形温度T之间的关系,建立合金的双曲正弦函数模型,并研究了稀土Ce对AZ80镁合金热激活能的影响,AZ80及其添加稀土Ce后的合金在高温压缩热变形过程中均表现出明显的动态再结晶特征。此外添加稀土Ce后AZ80镁合金实验峰值应力有一定的提高。并建立了AZ80+Ce镁合金流变应力方程,热激活能Q=176.682KJ/mol,相比AZ80提高了10%。AZ80+Ce合金在温度为300℃、340℃、380℃、420℃对应的门槛应力值分别为43.8MPa、22.8MPa、7.5 MPa、2.1MPa,相对AZ80镁合金有了一定的提高。最后建立和分析了铸态AZ80+Ce合金的热加工图,确定铸态合金热加工最佳的工艺参数,合金失稳区主要分布在高应变速率区。添加稀土Ce后,热变形过程中裂纹减少,合金的成形性能提高,?达到峰值38%,相对AZ80有一定的提高。
【关键词】：AZ80+Ce镁合金 热变形 本构方程 门槛应力值 加工图
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.22
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 1 绪论9-22
• 1.1 镁及镁合金资源9
• 1.2 镁及镁合金概述9-15
• 1.2.1 镁的基本性质9-10
• 1.2.2 镁的合金化10-13
• 1.2.3 镁及镁合金塑性变形机制13-14
• 1.2.4 镁合金塑性变形的影响因素14-15
• 1.3 相关领域研究现状15-21
• 1.3.1 热模拟技术的应用现状15-16
• 1.3.2 稀土镁合金的研发历史及趋势16-18
• 1.3.3 本构关系研究现状18-20
• 1.3.4 热加工图研究现状20-21
• 1.4 本文的研究意义和研究内容21-22
• 1.4.1 课题意义21
• 1.4.2 研究内容21-22
• 2 实验材料与方法22-26
• 2.1 实验方案22
• 2.2 实验材料22-23
• 2.3 实验方法23-26
• 2.3.1 实验设备23-24
• 2.3.2 热模拟压缩实验及其参数24
• 2.3.3 金相组织观察24-25
• 2.3.4 SEM显微组织观察25-26
• 3 铸态合金显微组织和热压缩本构方程的研究26-48
• 3.1 铸态合金显微组织分析26-27
• 3.2 Ce元素对AZ80镁合金铸态显微组织的影响27-30
• 3.3 铸态AZ80+Ce合金的流变行为及Ce元素的影响30-35
• 3.3.1 AZ80+Ce镁合金流变特性30-34
• 3.3.2 Ce元素对AZ80流变特性的影响34-35
• 3.4 AZ80+Ce热变形流变应力本构关系的建立35-42
• 3.4.1 Arrhenius本构模型的建立35-39
• 3.4.2 对Arrhenius本构方程的修正39-42
• 3.5 Ce对AZ80镁合金热变形流变应力本构关系的影响42-43
• 3.6 AZ80+Ce合金门槛应力值分析43-47
• 3.7 本章小结47-48
• 4 合金热加工图的构建48-58
• 4.1 热加工图理论基础48-55
• 4.1.1 能量耗散图48-49
• 4.1.2 失稳变形区判定准则49-50
• 4.1.3 AZ80+Ce加工图的建立50-53
• 4.1.4 失稳变形区分析53-54
• 4.1.5 安全变形区分析54-55
• 4.2 添加稀土Ce后的热加工图分析55-57
• 4.3 本章小结57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-65
• 攻读硕士期间发表的论文65-66
• 致谢66-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 武宇;宜楠;乔慧娟;郭海生;赵鸿磊;姚修楠;;Nb10Zr合金高温变形应变补偿型本构关系模型[J];稀有金属材料与工程;2013年10期

2 李永军;张奎;李兴刚;马鸣龙;王海珍;何兰强;;挤压变形对Mg-5.0Y-7.0Gd-1.3Nd-0.5Zr合金组织和性能的影响[J];中国有色金属学报;2010年09期

3 唐昌平;张新明;邓运来;李理;吴懿萍;刘杰;贺婷;;Mg-7Gd-4Y-1Nd-0.5Zr合金热轧过程中的组织与织构演变[J];中国有色金属学报;2010年05期

4 马鸣龙;张奎;李兴刚;李永军;张康;;GWN751K镁合金均匀化热处理[J];中国有色金属学报;2010年01期

5 许轲;蔡兴科;吴利辉;杨柳;邓运来;;Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金铸锭的均匀化[J];中南大学学报(自然科学版);2009年05期

6 蔡一鸣;李慧中;梁霄鹏;汤国建;;7039铝合金高温的热变形行为[J];中国有色金属学报;2008年10期

7 吴文祥;孙德勤;曹春艳;王战锋;张辉;;5083铝合金热压缩变形流变应力行为[J];中国有色金属学报;2007年10期

8 唐伟能;陈荣石;韩恩厚;;Mg-Y-Nd-Zr合金的高温变形行为与热加工性能[J];金属学报;2006年10期

9 肖阳;张新明;陈健美;蒋浩;;Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金挤压T5态的高温组织与力学性能[J];中国有色金属学报;2006年04期

10 李冠群;吴国华;樊昱;丁文江;;主要合金元素对镁合金组织及耐蚀性能的影响[J];铸造技术;2006年01期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 王献文;鄢建明;马鸣龙;李永军;夏祥生;石国良;金承龙;;大型Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金挤压组织及性能研究[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 周佳;Mg-Al-Ca-Sr镁合金热挤压组织演变及表面开裂仿真研究[D];湖南大学;2012年

2 王晓军;搅拌铸造SiC颗粒增强镁基复合材料高温变形行为研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 李春芳;稀土Ce改性AZ91D镁合金腐蚀剩余强度研究[D];吉林大学;2010年

2 郑从吉;ZK60变形镁合金的合金相研究[D];重庆大学;2009年

3 刘俊;AZ70镁合金热变形特性的研究[D];郑州大学;2007年

  本文关键词：Ce对铸态AZ80镁合金热变形行为影响的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：265813