160°转角ECAP和EPT处理对AZ61镁合金微观组织和力学性能的影响
发布时间：2021-04-29 11:19
镁合金是目前最轻质的金属结构材料,在当前节能减排的大背景下有望在未来工程领域中获得更为广泛的应用。由于镁合金Hall-Petch常数高达320MPam0.5,细晶强化也被认为是镁合金最为有效的强化手段之一。本文致力于获取镁合金的细晶组织以求改善镁合金的力学性能。根据最新镁合金晶粒细化的研究成果和课题组之前所获得的实验结果,本文设计了160°等通道转角挤压模具（Equal Channel Angular Pressing,ECAP。ECAP变形处理后的试样按照其挤压温度和挤压道次命名,如100℃下ECAP变形3道次命名为100℃-3）,其较小的单道次应变量能够实现对AZ61镁合金的低温累积变形。本次试验设计了两种晶粒细化工艺:其一是分别在100℃,150℃,200℃和250℃下ECAP累积变形获得变形组织,而后进行电脉冲处理（Electropulsing Treatment,EPT。EPT处理后的试样按照脉宽和处理时间命名,如脉宽为30μs处理时间为5min命名为30μs-5min）获取细晶组织（命名为ECAP+EPT）;其二是在150℃下ECAP变形八道次而后降低...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 镁及镁合金概述
1.1.1 镁及镁合金特点
1.1.2 镁合金的分类
1.2 镁及镁合金的强化方法
1.2.1 应变强化
1.2.2 固溶强化
1.2.3 第二相强化
1.2.4 细晶强化
1.3 镁合金的塑性变形机制
1.3.1 滑移
1.3.2 镁合金的孪生
1.4 镁合金的再结晶
1.4.1 低温动态再结晶(low-temperature dynamic recrystallization,LTDRX)
1.4.2 连续动态再结晶(continuous dynamic recrystallization,CDRX)
1.4.3 非连续动态再结晶(discontinuous dynamic recrystallization,DDRX)
1.4.4 孪生动态再结晶(Twinning dynamic recrystallization,TDRX)
1.5 大塑性变形技术(SPD,severe plastic deformation)
1.5.1 高压扭转(HPT,high pressure torsion)
1.5.2 累积叠轧(ARB,accumulative roll bonding)
1.5.3 等通道转角挤压(ECAP,equal channel angular pressing)
1.6 电脉冲的特性及发展应用
1.6.1 电脉冲对静态再结晶的影响
1.6.2 电脉冲对第二相固溶的影响
1.6.3 电脉冲对于相变的影响
1.7 研究背景
1.8 研究内容
第二章实验方法
2.1 实验材料
2.2 实验设备
2.3 实验方案
第三章 AZ61等通道转角挤压塑性变形及电脉冲处理后的微观组织和力学性能
3.1 ECAP+EPT晶粒细化工艺
3.1.1 ECAP处理后的AZ61 微观组织
3.1.2 ECAP处理后的AZ61 镁合金力学性能
3.1.3 ECAP+EPT工艺处理后的AZ61 微观组织
3.1.4 ECAP+EPT工艺处理后的AZ61 力学性能
3.2 ECAP-va+EPT晶粒细化工艺
3.2.1 ECAP-va变形处理后的AZ61 微观组织
3.2.2 ECAP-va+EPT工艺处理后的AZ61 微观组织
3.2.3 ECAP-va+EPT工艺处理后的AZ61 力学性能
3.3 本章小结
第四章 大角度等通道转角挤压变形的特点和电脉冲处理下AZ61 静态再结晶机制
4.1 大角度等通道转角挤压变形的特点
4.2 大角度等通道转角挤压下的储存能与屈服强度间的关系
4.3 ECAP-va+EPT与ECAP+EPT两种晶粒细化工艺对晶粒的细化作用
4.4 电脉冲过程能量变化及晶粒细化机制
4.4.1 电脉冲过程中的能量变化
4.4.2 电脉冲过程中的晶粒细化机制
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁合金动态再结晶的研究现状[J]. 陈先华,汪小龙,张志华. 兵器材料科学与工程. 2013(01)
[2]TC4-DT钛合金高温热变形行为研究[J]. 王小芳,陈明和,陈伟,朱知寿. 航空材料学报. 2012(01)
[3]镁合金等通道转角挤压过程中的晶粒细化机制[J]. 何运斌,潘清林,刘晓艳,李文斌. 中国有色金属学报. 2011(08)
[4]Mg-Al系镁合金离异共晶β相的研究[J]. 夏鹏举,蒋百灵,张菊梅,张继源,袁森. 特种铸造及有色合金. 2007(05)
[5]镁合金的动态再结晶[J]. 陈振华,许芳艳,傅定发,夏伟军. 化工进展. 2006(02)
[6]镁及镁合金动态再结晶研究进展[J]. 刘楚明,刘子娟,朱秀荣,周海涛. 中国有色金属学报. 2006(01)
[7]镁合金塑性变形机制[J]. 余琨,黎文献,王日初. 中国有色金属学报. 2005(07)
[8]铸造镁合金的应用和技术进展[J]. 陈宗民. 铸造设备研究. 2005(02)
[9]超轻Mg-Li-Al系变形镁合金冷轧及热处理后的组织和性能[J]. 李红斌,姚广春,刘宜汉,吉海滨. 功能材料. 2005(04)
[10]镁合金的表面处理及其发展趋势[J]. 李瑛,余刚,刘跃龙,叶立元,郭小华. 表面技术. 2003(02)
博士论文
[1]轧制超塑性Mg-9Al-1Zn-0.4Sn镁合金组织演化与变形机制[D]. 于照鹏.吉林大学 2017
[2]稀土Y对β相Mg-Li-Al系合金显微组织和力学性能的影响[D]. 牛中毅.哈尔滨工程大学 2015
[3]细晶Mg-Zn-Y合金的制备、组织、性能及强化机理[D]. 徐春杰.西安理工大学 2007
[4]等通道角挤压变形镁合金微观组织与力学性能研究[D]. 靳丽.上海交通大学 2006
硕士论文
[1]晶粒取向与预置孪晶对轧制镁合金压缩变形行为的影响[D]. 侯忞健.太原理工大学 2018
[2]镁合金织构及对力学各向异性影响的研究[D]. 杨倩.武汉科技大学 2013
[3]电脉冲作用下镁合金动态再结晶的机理研究[D]. 徐青.清华大学 2011
本文编号：3167433
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 镁及镁合金概述
1.1.1 镁及镁合金特点
1.1.2 镁合金的分类
1.2 镁及镁合金的强化方法
1.2.1 应变强化
1.2.2 固溶强化
1.2.3 第二相强化
1.2.4 细晶强化
1.3 镁合金的塑性变形机制
1.3.1 滑移
1.3.2 镁合金的孪生
1.4 镁合金的再结晶
1.4.1 低温动态再结晶(low-temperature dynamic recrystallization,LTDRX)
1.4.2 连续动态再结晶(continuous dynamic recrystallization,CDRX)
1.4.3 非连续动态再结晶(discontinuous dynamic recrystallization,DDRX)
1.4.4 孪生动态再结晶(Twinning dynamic recrystallization,TDRX)
1.5 大塑性变形技术(SPD,severe plastic deformation)
1.5.1 高压扭转(HPT,high pressure torsion)
1.5.2 累积叠轧(ARB,accumulative roll bonding)
1.5.3 等通道转角挤压(ECAP,equal channel angular pressing)
1.6 电脉冲的特性及发展应用
1.6.1 电脉冲对静态再结晶的影响
1.6.2 电脉冲对第二相固溶的影响
1.6.3 电脉冲对于相变的影响
1.7 研究背景
1.8 研究内容
第二章实验方法
2.1 实验材料
2.2 实验设备
2.3 实验方案
第三章 AZ61等通道转角挤压塑性变形及电脉冲处理后的微观组织和力学性能
3.1 ECAP+EPT晶粒细化工艺
3.1.1 ECAP处理后的AZ61 微观组织
3.1.2 ECAP处理后的AZ61 镁合金力学性能
3.1.3 ECAP+EPT工艺处理后的AZ61 微观组织
3.1.4 ECAP+EPT工艺处理后的AZ61 力学性能
3.2 ECAP-va+EPT晶粒细化工艺
3.2.1 ECAP-va变形处理后的AZ61 微观组织
3.2.2 ECAP-va+EPT工艺处理后的AZ61 微观组织
3.2.3 ECAP-va+EPT工艺处理后的AZ61 力学性能
3.3 本章小结
第四章 大角度等通道转角挤压变形的特点和电脉冲处理下AZ61 静态再结晶机制
4.1 大角度等通道转角挤压变形的特点
4.2 大角度等通道转角挤压下的储存能与屈服强度间的关系
4.3 ECAP-va+EPT与ECAP+EPT两种晶粒细化工艺对晶粒的细化作用
4.4 电脉冲过程能量变化及晶粒细化机制
4.4.1 电脉冲过程中的能量变化
4.4.2 电脉冲过程中的晶粒细化机制
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁合金动态再结晶的研究现状[J]. 陈先华,汪小龙,张志华. 兵器材料科学与工程. 2013(01)
[2]TC4-DT钛合金高温热变形行为研究[J]. 王小芳,陈明和,陈伟,朱知寿. 航空材料学报. 2012(01)
[3]镁合金等通道转角挤压过程中的晶粒细化机制[J]. 何运斌,潘清林,刘晓艳,李文斌. 中国有色金属学报. 2011(08)
[4]Mg-Al系镁合金离异共晶β相的研究[J]. 夏鹏举,蒋百灵,张菊梅,张继源,袁森. 特种铸造及有色合金. 2007(05)
[5]镁合金的动态再结晶[J]. 陈振华,许芳艳,傅定发,夏伟军. 化工进展. 2006(02)
[6]镁及镁合金动态再结晶研究进展[J]. 刘楚明,刘子娟,朱秀荣,周海涛. 中国有色金属学报. 2006(01)
[7]镁合金塑性变形机制[J]. 余琨,黎文献,王日初. 中国有色金属学报. 2005(07)
[8]铸造镁合金的应用和技术进展[J]. 陈宗民. 铸造设备研究. 2005(02)
[9]超轻Mg-Li-Al系变形镁合金冷轧及热处理后的组织和性能[J]. 李红斌,姚广春,刘宜汉,吉海滨. 功能材料. 2005(04)
[10]镁合金的表面处理及其发展趋势[J]. 李瑛,余刚,刘跃龙,叶立元,郭小华. 表面技术. 2003(02)
博士论文
[1]轧制超塑性Mg-9Al-1Zn-0.4Sn镁合金组织演化与变形机制[D]. 于照鹏.吉林大学 2017
[2]稀土Y对β相Mg-Li-Al系合金显微组织和力学性能的影响[D]. 牛中毅.哈尔滨工程大学 2015
[3]细晶Mg-Zn-Y合金的制备、组织、性能及强化机理[D]. 徐春杰.西安理工大学 2007
[4]等通道角挤压变形镁合金微观组织与力学性能研究[D]. 靳丽.上海交通大学 2006
硕士论文
[1]晶粒取向与预置孪晶对轧制镁合金压缩变形行为的影响[D]. 侯忞健.太原理工大学 2018
[2]镁合金织构及对力学各向异性影响的研究[D]. 杨倩.武汉科技大学 2013
[3]电脉冲作用下镁合金动态再结晶的机理研究[D]. 徐青.清华大学 2011
本文编号：3167433
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