晶粒取向与预置孪晶对轧制镁合金压缩变形行为的影响
发布时间：2021-06-15 20:33
镁合金作为最轻的金属结构材料,受到电子、汽车、航空航天等领域的广泛青睐,被誉为“世纪的绿色工程材料”。由于其为密排六方晶体结构,室温下独立滑移少,且传统轧制或挤压镁合金通常具有较强的（）基面织构,导致其在室温变形时表现出较大的各向异性,这在很大程度上限制了其应用。研究镁合金的塑性变形行为及各向异性,对于优化镁合金塑性加工技术、开发高性能镁合金具有重要的理论价值和实用价值。本工作以轧制镁合金为原材料,通过单轴压缩研究了其压缩塑性变形行为及各向异性;以室温下的预变形引入孪晶作为手段,通过单轴压缩考察了预置孪晶对镁合金压缩力学性能及塑性变形行为的影响。通过金相显微镜（）、电子背散射衍射计算（）、扫描电子显微镜（）等分析了镁合金在变形过程中的微观组织演变。结果表明:1)在较低温度℃和较大应变速率下压缩时,轧制镁合金的压缩流变曲线、强度与应变硬化率曲线等强烈地依赖于晶粒取向和外载荷方向,展现出高度的各向异性。在℃以下的温度:原始样品沿压缩时由于具有高的非基面滑移主导早期变形,因而较预变形样品表现出更高的应变硬化率;但对于沿RD（或45o）压缩的原始样品以及预变形样品,因低温下利于–孪生的激活,致...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镁合金中最常见的滑移系Fig.1-1Themainslipsystemsinmagnesiumalloysp3s4
根据最小切变原则，切变量小的孪生越容易发生，{10–12}孪生的切变量最小，其临界分切应力约2~3Mpa，因而在变形过程中也最容易被激活。但只有在垂直于c轴方向压缩或沿c轴方向拉伸时才能激发此类孪生（如图1-2a），这将直接导致了镁合金在变形初期较低的屈服应力。拉伸孪晶一般发生在变形初期并呈透镜状形态厚大。2）<10–11>压缩孪生：其孪生面是{10–11}，孪生方向是<10–12>，被激活后能使基体晶格偏转56o[1]。与拉伸孪生相反，只有在沿c轴方向压缩或垂直于c轴拉伸时这种孪生才能发生（如图1-2b）。其启动应力远高于拉伸孪生达到76~153Mpa，因而塑性变形时很难被激活。压缩孪生主要发生在变形后期，呈窄带状形态细长，从而降低应变能。并且其界面不易迁移，是再结晶的潜在形核点。{10–11}孪生经常在较大应变或较高温度下的变形中发生
而晶界“凸起”也被认为是非连续动态再结晶发生的典型特征，因此新晶粒包含有部分原始高角度晶界。图1-3 非连续动态再结晶示意图[28]Fig. 1-3 Schematic schematic of DDRX mechanism[28]2. 连续动态再结晶(CDRX)：图 1-4 连续动态再结晶(CDRX)示意图，连续动态再结晶的过程可描述为：1）变形过程中，位错在应力的作用下沿基面或非基面滑移，在原始晶界处聚集而强烈应力集中致使原始晶界发生弯曲变形而形成典型的“锯齿状”晶界。2）位错塞积到一定程度，为了降低应力集中，堆积位错发生重排和合并(动态回复)在晶界处重组形成位错胞结构等亚结构。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Enhanced Strength and Ductility Due to Microstructure Refinement and Texture Weakening of the GW102K Alloy by Cyclic Extrusion Compression[J]. Jinbao Lin,Xinyi Wang,Weijie Ren,Xuexia Yang,Qudong Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(08)
[2]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)
[3]高性能镁合金研究及应用的新进展[J]. 丁文江,吴玉娟,彭立明,曾小勤,林栋樑,陈彬. 中国材料进展. 2010(08)
[4]主要合金元素在镁合金中的作用[J]. 黄晓锋,朱凯,曹喜娟. 铸造技术. 2008(11)
[5]电子背散射衍射技术及其在材料分析中的应用[J]. 王建军,宋武林,郭连贵. 理化检验(物理分册). 2006(06)
[6]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)
[7]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)
[8]镁合金加工技术的发展趋势与开发应用前景[J]. 刘静安. 四川有色金属. 2005(04)
[9]电子背散射衍射技术及其在材料科学中的应用[J]. 刘庆. 中国体视学与图像分析. 2005(04)
[10]镁合金材料的塑性变形理论及其技术[J]. 陈振华,夏伟军,严红革,傅定发,陈吉华. 化工进展. 2004(02)
博士论文
[1]初始组织及变形条件对AZ31镁合金热挤压组织和织构演变的影响研究[D]. 李娜丽.重庆大学 2013
[2]初始取向及变形条件对AZ31镁合金压缩塑性行为影响的研究[D]. 汪炳叔.重庆大学 2012
硕士论文
[1]脉冲电流处理ZK60镁合金的组织演变、机械性能及其细化机理的研究[D]. 夏宗坤.太原理工大学 2017
[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
本文编号：3231720
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镁合金中最常见的滑移系Fig.1-1Themainslipsystemsinmagnesiumalloysp3s4
根据最小切变原则，切变量小的孪生越容易发生，{10–12}孪生的切变量最小，其临界分切应力约2~3Mpa，因而在变形过程中也最容易被激活。但只有在垂直于c轴方向压缩或沿c轴方向拉伸时才能激发此类孪生（如图1-2a），这将直接导致了镁合金在变形初期较低的屈服应力。拉伸孪晶一般发生在变形初期并呈透镜状形态厚大。2）<10–11>压缩孪生：其孪生面是{10–11}，孪生方向是<10–12>，被激活后能使基体晶格偏转56o[1]。与拉伸孪生相反，只有在沿c轴方向压缩或垂直于c轴拉伸时这种孪生才能发生（如图1-2b）。其启动应力远高于拉伸孪生达到76~153Mpa，因而塑性变形时很难被激活。压缩孪生主要发生在变形后期，呈窄带状形态细长，从而降低应变能。并且其界面不易迁移，是再结晶的潜在形核点。{10–11}孪生经常在较大应变或较高温度下的变形中发生
而晶界“凸起”也被认为是非连续动态再结晶发生的典型特征，因此新晶粒包含有部分原始高角度晶界。图1-3 非连续动态再结晶示意图[28]Fig. 1-3 Schematic schematic of DDRX mechanism[28]2. 连续动态再结晶(CDRX)：图 1-4 连续动态再结晶(CDRX)示意图，连续动态再结晶的过程可描述为：1）变形过程中，位错在应力的作用下沿基面或非基面滑移，在原始晶界处聚集而强烈应力集中致使原始晶界发生弯曲变形而形成典型的“锯齿状”晶界。2）位错塞积到一定程度，为了降低应力集中，堆积位错发生重排和合并(动态回复)在晶界处重组形成位错胞结构等亚结构。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Enhanced Strength and Ductility Due to Microstructure Refinement and Texture Weakening of the GW102K Alloy by Cyclic Extrusion Compression[J]. Jinbao Lin,Xinyi Wang,Weijie Ren,Xuexia Yang,Qudong Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(08)
[2]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)
[3]高性能镁合金研究及应用的新进展[J]. 丁文江,吴玉娟,彭立明,曾小勤,林栋樑,陈彬. 中国材料进展. 2010(08)
[4]主要合金元素在镁合金中的作用[J]. 黄晓锋,朱凯,曹喜娟. 铸造技术. 2008(11)
[5]电子背散射衍射技术及其在材料分析中的应用[J]. 王建军,宋武林,郭连贵. 理化检验(物理分册). 2006(06)
[6]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)
[7]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)
[8]镁合金加工技术的发展趋势与开发应用前景[J]. 刘静安. 四川有色金属. 2005(04)
[9]电子背散射衍射技术及其在材料科学中的应用[J]. 刘庆. 中国体视学与图像分析. 2005(04)
[10]镁合金材料的塑性变形理论及其技术[J]. 陈振华,夏伟军,严红革,傅定发,陈吉华. 化工进展. 2004(02)
博士论文
[1]初始组织及变形条件对AZ31镁合金热挤压组织和织构演变的影响研究[D]. 李娜丽.重庆大学 2013
[2]初始取向及变形条件对AZ31镁合金压缩塑性行为影响的研究[D]. 汪炳叔.重庆大学 2012
硕士论文
[1]脉冲电流处理ZK60镁合金的组织演变、机械性能及其细化机理的研究[D]. 夏宗坤.太原理工大学 2017
[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
本文编号：3231720
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