镁合金的冷拉拔变形机理与性能研究
发布时间：2020-12-11 12:35
镁合金作为密度最小的金属结构材料,在许多工业和技术领域里得到了广泛的应用。近年来随着生物医学技术的快速发展,人体植入材料成为材料科学前沿的一个重要分支。镁合金由于良好的生物相容性和可降解性,在人体植入材料领域展示出可观的潜在应用前景。虽然镁合金的开发和应用已经有了百年历史,主要工业国家都形成了多种牌号的商用镁合金和相应的技术标准,但是作为生物医学材料所需的镁合金细丝,在合金成分、加工工艺、力学行为以及成分、工艺和性能相互之间的关系尚缺乏深入细致的研究。因此对镁合金丝材的成型加工工艺和作为医用材料所需的性能研究是近年来生物医用材料领域的关注热点之一。本学位论文综合运用各种宏观和微观分析方法,系统研究了纯Mg、三种Mg-Zn二元合金（Mg-2 wt%Zn（Z2）、Mg-4 wt%Zn（Z4）、Mg-6 wt%Zn（Z6））,和Mg-4.7 wt%Gd（G4.7）二元合金在各种加工状态下的显微组织和力学性能,以及热处理对合金组织和性能的影响。重点探讨了合金在冷拉拔过程中织构的演变和高温热处理过程中静态再结晶的规律和微观机制,获得的结论对深入认识镁合金的形变行为和扩展镁合金的应用均具有重要的意...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：178 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
孪晶晶格转变示意图：(a,b){1012}拉伸孪晶；(c,d){1011}压缩孪晶[36]
镁合金板材热轧或冷轧过程中，会形成较强的{0002}基面板织构，这种织构的基征为{0002}基面平行于轧面，一般是由塑性变形过程中的基面滑移、锥面拉伸孪生造成的。大量研究表明，镁合金板材织构类型和强度与轧制过程中的工艺参数密切，主要包括轧制温度、轧制速率、单道次压下率、总变形量以及板材厚度等[52-56]。杨海波等人[54]研究发现，随着道次压下率的逐渐增加，基面织构强度急剧增加；次压下率为 15%时，基面织构强度较小，但是当道次压下率为 25%时，织构强度显加。并且研究发现随着道次压下率的增加，极密度在 RD 方向的扩展逐渐减小，基构更为集中，近似圆形（图 1-12）。也有研究发现[55]，随着镁合金道次压下率的增加后形成了典型的“双峰”基面织构（图 1-13）。Pérez-Prado 等人[56]研究发现，具有不始板厚的 AZ61 挤压坯经过单道次轧制后，均显示了明显的基面织构，即{0002}基行于轧面，但是不同初始厚度的板坯，织构强度的变化明显不同。厚板经过轧制后面织构强度稍微减弱，织构更加散漫；而较薄的板坯轧制后，形成了很强的{0002}织构。板坯厚度对镁板织构的影响，实质是改变了各个滑移系的 Schmid 因子，从塑性变形机制或各滑移系和孪生对总应变的贡献发生了变化。
图 1-11AZ31{0002}极图：(a) 热挤压试样；(b) 冷挤压试样[51]-11 (0002) pole figure of the AZ31 alloy: (a) as hot extruded sample; (b) as cold extru轧制合金板材热轧或冷轧过程中，会形成较强的{0002}基面板织构，这种{0002}基面平行于轧面，一般是由塑性变形过程中的基面滑移、锥面的。大量研究表明，镁合金板材织构类型和强度与轧制过程中的工艺要包括轧制温度、轧制速率、单道次压下率、总变形量以及板材厚度海波等人[54]研究发现，随着道次压下率的逐渐增加，基面织构强度急下率为 15%时，基面织构强度较小，但是当道次压下率为 25%时，织并且研究发现随着道次压下率的增加，极密度在 RD 方向的扩展逐渐为集中，近似圆形（图 1-12）。也有研究发现[55]，随着镁合金道次压下成了典型的“双峰”基面织构（图 1-13）。Pérez-Prado 等人[56]研究发现厚的 AZ61 挤压坯经过单道次轧制后，均显示了明显的基面织构，即轧面，但是不同初始厚度的板坯，织构强度的变化明显不同。厚板经
【参考文献】：
期刊论文
[1]轧制参数对AZ31镁合金织构和室温成形性能的影响[J]. 杨海波,胡水平. 中国有色金属学报. 2014(08)
[2]AZ31镁合金细丝拉拔工艺的研究[J]. 袁珍友,刘丽,赵元聪,游天雪,黄楠. 四川有色金属. 2013(02)
[3]室温剧烈冷变形和细化AZ31镁合金的加工硬化行为(英文)[J]. 晁红颍,孙宏飞,王尔德. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(S2)
[4]镁合金热变形下变形带的形貌和晶体学特征[J]. 杨续跃,姜育培. 金属学报. 2010(04)
[5]Static recrystallization process comparison of AZ31 magnesium alloy deformed by cold compression and cold forging[J]. 刘宇. Journal of Chongqing University(English Edition). 2010(01)
[6]等通道挤压对AZ80镁合金的组织和织构的影响[J]. 李萧,杨平,李继忠,丁桦. 热加工工艺. 2010(01)
[7]镁合金作为生物医用植入材料的研究进展[J]. 余琨,陈良建,雷路,张思慧. 金属功能材料. 2009(04)
[8]电子背散射衍射技术、几何晶体学与材料科学[J]. 杨平. 电子显微学报. 2008(06)
[9]高强度Mg-Zn系合金的研究现状与发展趋势[J]. 陈晓强,刘江文,罗承萍. 材料导报. 2008(05)
[10]往复挤压变形对ZK60镁合金力学性能的影响[J]. 王渠东,林金保,彭立明,陈永军. 金属学报. 2008(01)
博士论文
[1]Mg-3Al-3Sn镁合金微观组织、拉伸性能与变形机制[D]. 南小龙.吉林大学 2015
[2]挤压镁和Mg-Zn/Mn镁合金的制备及组织性能的研究[D]. 李智.西南交通大学 2015
[3]纯镁温轧与冷拉拔中的动态再结晶、织构及性能的研究[D]. 乔艳党.哈尔滨工业大学 2014
[4]Mg-1Gd合金织构形成机理及变形行为研究[D]. 吴文祥.上海交通大学 2014
[5]AZ31镁合金塑性变形机制及再结晶行为的研究[D]. 黄洪涛.清华大学 2013
[6]AZ31B镁合金板料成形性能研究[D]. 李文娟.山东大学 2012
[7]AZ31镁合金丝材冷拉拔变形与再结晶研究[D]. 晁红颍.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]密排六方结构（hcp）Mg的塑性变形行为计算模拟初步探究[D]. 徐泓鹭.上海交通大学 2014
[2]纯镁丝材拉拔工艺及在模拟体液中的腐蚀行为研究[D]. 付婧怡.哈尔滨工业大学 2009
[3]AZ31镁合金丝材拉拔工艺的研究[D]. 徐奔.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：2910535
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：178 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
孪晶晶格转变示意图：(a,b){1012}拉伸孪晶；(c,d){1011}压缩孪晶[36]
镁合金板材热轧或冷轧过程中，会形成较强的{0002}基面板织构，这种织构的基征为{0002}基面平行于轧面，一般是由塑性变形过程中的基面滑移、锥面拉伸孪生造成的。大量研究表明，镁合金板材织构类型和强度与轧制过程中的工艺参数密切，主要包括轧制温度、轧制速率、单道次压下率、总变形量以及板材厚度等[52-56]。杨海波等人[54]研究发现，随着道次压下率的逐渐增加，基面织构强度急剧增加；次压下率为 15%时，基面织构强度较小，但是当道次压下率为 25%时，织构强度显加。并且研究发现随着道次压下率的增加，极密度在 RD 方向的扩展逐渐减小，基构更为集中，近似圆形（图 1-12）。也有研究发现[55]，随着镁合金道次压下率的增加后形成了典型的“双峰”基面织构（图 1-13）。Pérez-Prado 等人[56]研究发现，具有不始板厚的 AZ61 挤压坯经过单道次轧制后，均显示了明显的基面织构，即{0002}基行于轧面，但是不同初始厚度的板坯，织构强度的变化明显不同。厚板经过轧制后面织构强度稍微减弱，织构更加散漫；而较薄的板坯轧制后，形成了很强的{0002}织构。板坯厚度对镁板织构的影响，实质是改变了各个滑移系的 Schmid 因子，从塑性变形机制或各滑移系和孪生对总应变的贡献发生了变化。
图 1-11AZ31{0002}极图：(a) 热挤压试样；(b) 冷挤压试样[51]-11 (0002) pole figure of the AZ31 alloy: (a) as hot extruded sample; (b) as cold extru轧制合金板材热轧或冷轧过程中，会形成较强的{0002}基面板织构，这种{0002}基面平行于轧面，一般是由塑性变形过程中的基面滑移、锥面的。大量研究表明，镁合金板材织构类型和强度与轧制过程中的工艺要包括轧制温度、轧制速率、单道次压下率、总变形量以及板材厚度海波等人[54]研究发现，随着道次压下率的逐渐增加，基面织构强度急下率为 15%时，基面织构强度较小，但是当道次压下率为 25%时，织并且研究发现随着道次压下率的增加，极密度在 RD 方向的扩展逐渐为集中，近似圆形（图 1-12）。也有研究发现[55]，随着镁合金道次压下成了典型的“双峰”基面织构（图 1-13）。Pérez-Prado 等人[56]研究发现厚的 AZ61 挤压坯经过单道次轧制后，均显示了明显的基面织构，即轧面，但是不同初始厚度的板坯，织构强度的变化明显不同。厚板经
【参考文献】：
期刊论文
[1]轧制参数对AZ31镁合金织构和室温成形性能的影响[J]. 杨海波,胡水平. 中国有色金属学报. 2014(08)
[2]AZ31镁合金细丝拉拔工艺的研究[J]. 袁珍友,刘丽,赵元聪,游天雪,黄楠. 四川有色金属. 2013(02)
[3]室温剧烈冷变形和细化AZ31镁合金的加工硬化行为(英文)[J]. 晁红颍,孙宏飞,王尔德. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(S2)
[4]镁合金热变形下变形带的形貌和晶体学特征[J]. 杨续跃,姜育培. 金属学报. 2010(04)
[5]Static recrystallization process comparison of AZ31 magnesium alloy deformed by cold compression and cold forging[J]. 刘宇. Journal of Chongqing University(English Edition). 2010(01)
[6]等通道挤压对AZ80镁合金的组织和织构的影响[J]. 李萧,杨平,李继忠,丁桦. 热加工工艺. 2010(01)
[7]镁合金作为生物医用植入材料的研究进展[J]. 余琨,陈良建,雷路,张思慧. 金属功能材料. 2009(04)
[8]电子背散射衍射技术、几何晶体学与材料科学[J]. 杨平. 电子显微学报. 2008(06)
[9]高强度Mg-Zn系合金的研究现状与发展趋势[J]. 陈晓强,刘江文,罗承萍. 材料导报. 2008(05)
[10]往复挤压变形对ZK60镁合金力学性能的影响[J]. 王渠东,林金保,彭立明,陈永军. 金属学报. 2008(01)
博士论文
[1]Mg-3Al-3Sn镁合金微观组织、拉伸性能与变形机制[D]. 南小龙.吉林大学 2015
[2]挤压镁和Mg-Zn/Mn镁合金的制备及组织性能的研究[D]. 李智.西南交通大学 2015
[3]纯镁温轧与冷拉拔中的动态再结晶、织构及性能的研究[D]. 乔艳党.哈尔滨工业大学 2014
[4]Mg-1Gd合金织构形成机理及变形行为研究[D]. 吴文祥.上海交通大学 2014
[5]AZ31镁合金塑性变形机制及再结晶行为的研究[D]. 黄洪涛.清华大学 2013
[6]AZ31B镁合金板料成形性能研究[D]. 李文娟.山东大学 2012
[7]AZ31镁合金丝材冷拉拔变形与再结晶研究[D]. 晁红颍.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]密排六方结构（hcp）Mg的塑性变形行为计算模拟初步探究[D]. 徐泓鹭.上海交通大学 2014
[2]纯镁丝材拉拔工艺及在模拟体液中的腐蚀行为研究[D]. 付婧怡.哈尔滨工业大学 2009
[3]AZ31镁合金丝材拉拔工艺的研究[D]. 徐奔.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：2910535
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