不同温度和应变速率平面应变压缩对铸态镁合金中孪生及再结晶的作用机制
发布时间：2021-11-09 07:39
金属镁及其合金材料作为目前最轻的一种结构材料,具有密度低,高比强度、高比刚度、优良的阻尼、防磁、屏蔽以及散热等众多优点,被广泛应用于航空航天、汽车、电器及电子通讯等行业。目前镁合金产品以铸造品为主,若对镁合金进行挤压、轧制等变形加工,其机械性能会大幅度提升。然而镁合金材料在室温条件下的变形能力较差,因此通常在中温或高温条件下对镁合金进行变形加工。平面应变压缩实验可以很好地模拟轧制过程,避免轧制过程中轧板受力不均匀等问题,减少由此产生的板材厚度不一等现象。本文选取常见的AZ31镁合金材料作为研究对象,在温度分别为300℃及400℃,应变速率分别为10s-1,80s-1和160s-1的条件下,对铸态AZ31镁合金板材进行平面应变压缩测试,运用光学金相显微镜和配备电子背散射衍射探头的扫描电子显微镜对经平面应变压缩测试样品的靠近和远离裂纹边缘区域的孪生和再结晶进行标定和分析,探讨温度和应变速率对AZ31镁合金中孪生及再结晶行为的作用机制,明确孪生和再结晶行为与宏观应力应变曲线的关联性。论文得到的主要结论如下:（1）在400℃下,...
【文章来源】：宁波大学浙江省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
AZ31镁合金镁合金原始板材
宁波大学硕士学位论文5图2.1AZ31镁合金镁合金原始板材Fig.2.1AZ31magnesiumalloymagnesiumalloyoriginalplate本文中的平面应变压缩实验所使用的AZ31镁合金板材是经过连续铸造并且经过线切割而成的AZ31镁合金长方体，利用游标卡尺对样品的基本尺寸进行测量，可得样品的基本尺寸为10mm×15mm×20mm。2.1平面应变压缩实验仪器Gleeble-3500热模拟试验机（如图2.2所示）是一种电阻加热式的全模拟装置，它结合了压力，温度和应变参数。试验机主要由实验台、控制柜、冷却装置、热电偶、真空系统、液压系统和循环水系统等组成[52]，并且考虑到镁合金材料在高温下的氧化问题，该平面应变压缩实验仪器配有真空箱。试验中的应变速率以及温度等参数真实可控，实验材料在真空条件下进行加工处理，采用热电偶加热方式，应变速率在试验过程中保持不变。试验机的各项参数完全满足实验设计中对于材料加工的温度以及应变速率的要求。图2.2Gleeble3500热模拟试验机Fig.2.2Gleeble3500thermo-mechanical
不同温度和应变速率平面应变压缩对铸态镁合金中孪生及再结晶的作用机制8图2.4样品进行平面应变压缩实验后的样品宏观形貌Fig.2.4Macroscopicmorphologyofthesampleafterplanestraincompressionexperiment图2.4显示了在300℃和400℃的条件下和在不同应变率条件下进行平面应变压缩实验变形后的AZ31试样的宏观形态。可以看出，所有样品的表面均发生了塑性变形，并且与原始板材（如图2.1所示）的形貌差距较大。并且所有的样品都发生了断裂现象。说明AZ31镁合金在300℃和400℃的条件下都会发生不同程度的断裂现象，并且变形程度均不相同，这说明对于材料塑性变形的影响因素不仅仅是温度，应变速率的变化也会作用于AZ31金属材料的断裂和变形行为。2.3本章小结本章研究了AZ31铸态镁合金材料在进行平面应变压缩实验时的材料选择和平面应变压缩实验具体的实验方法和步骤，通过对平面应变压缩试验温度及应变速率等变量的控制，来达到使材料塑性变形的目的，因为平面应变压缩实验可以完美的替代轧制实验，是典型的塑性变形过程。将镁合金材料进行压缩过后得到的变形程度和断裂情况进行比较，为之后的金相测量分析和EBSD表征提供宏观角度的定量分析证据。
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁合金热辊轧制温升效应研究[J]. 丁云鹏,朱强,乐启炽,张志强,崔建忠. 稀有金属材料与工程. 2017(09)
[2]道次间冷却对厚板控制轧制变形行为的影响[J]. 王丙兴,熊磊,张田,王昭东,王国栋. 钢铁. 2017(09)
[3]轧制温度对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响[J]. 包章琦,高永浩,蒋树农,刘楚明,卢立伟. 兵器材料科学与工程. 2017(04)
[4]初始状态对形变及热处理后工业纯钛组织和力学性能的影响[J]. 王艺超,谢英杰,邢秋丽,杨建朝,王快社. 材料科学与工程学报. 2017(03)
[5]高温变形过程中的动态再结晶类型识别[J]. 梁后权,郭鸿镇,南洋,姚泽坤,涂唯坚. 中国科学:技术科学. 2014(12)
[6]AZ31B镁合金在高应变速率下的热压缩变形行为和微观组织演变[J]. 申利权,杨旗,靳丽,董杰. 中国有色金属学报. 2014(09)
[7]ZK60镁合金高应变速率压缩变形的流变行为及显微组织（英文）[J]. 吴远志,严红革,朱素琴,陈吉华,刘安民,刘先兰. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(04)
[8]镁合金板材轧制工艺及组织性能分析[J]. 汪凌云,黄光杰,陈林,黄光胜,李伟,潘复生. 稀有金属材料与工程. 2007(05)
[9]等径角轧制AZ31镁合金板材的组织与性能[J]. 程永奇,陈振华,夏伟军,傅定发. 中国有色金属学报. 2005(09)
[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]中高应变速率轧制制备超细晶镁合金板材原理探索及相关基础研究[D]. 朱素琴.湖南大学 2012
[2]镁合金轧制变形及边裂机制研究[D]. 戴庆伟.重庆大学 2011
硕士论文
[1]镁合金塑性变形中孪生行为的研究[D]. 陈慧聪.重庆大学 2017
本文编号：3484909
【文章来源】：宁波大学浙江省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
AZ31镁合金镁合金原始板材
宁波大学硕士学位论文5图2.1AZ31镁合金镁合金原始板材Fig.2.1AZ31magnesiumalloymagnesiumalloyoriginalplate本文中的平面应变压缩实验所使用的AZ31镁合金板材是经过连续铸造并且经过线切割而成的AZ31镁合金长方体，利用游标卡尺对样品的基本尺寸进行测量，可得样品的基本尺寸为10mm×15mm×20mm。2.1平面应变压缩实验仪器Gleeble-3500热模拟试验机（如图2.2所示）是一种电阻加热式的全模拟装置，它结合了压力，温度和应变参数。试验机主要由实验台、控制柜、冷却装置、热电偶、真空系统、液压系统和循环水系统等组成[52]，并且考虑到镁合金材料在高温下的氧化问题，该平面应变压缩实验仪器配有真空箱。试验中的应变速率以及温度等参数真实可控，实验材料在真空条件下进行加工处理，采用热电偶加热方式，应变速率在试验过程中保持不变。试验机的各项参数完全满足实验设计中对于材料加工的温度以及应变速率的要求。图2.2Gleeble3500热模拟试验机Fig.2.2Gleeble3500thermo-mechanical
不同温度和应变速率平面应变压缩对铸态镁合金中孪生及再结晶的作用机制8图2.4样品进行平面应变压缩实验后的样品宏观形貌Fig.2.4Macroscopicmorphologyofthesampleafterplanestraincompressionexperiment图2.4显示了在300℃和400℃的条件下和在不同应变率条件下进行平面应变压缩实验变形后的AZ31试样的宏观形态。可以看出，所有样品的表面均发生了塑性变形，并且与原始板材（如图2.1所示）的形貌差距较大。并且所有的样品都发生了断裂现象。说明AZ31镁合金在300℃和400℃的条件下都会发生不同程度的断裂现象，并且变形程度均不相同，这说明对于材料塑性变形的影响因素不仅仅是温度，应变速率的变化也会作用于AZ31金属材料的断裂和变形行为。2.3本章小结本章研究了AZ31铸态镁合金材料在进行平面应变压缩实验时的材料选择和平面应变压缩实验具体的实验方法和步骤，通过对平面应变压缩试验温度及应变速率等变量的控制，来达到使材料塑性变形的目的，因为平面应变压缩实验可以完美的替代轧制实验，是典型的塑性变形过程。将镁合金材料进行压缩过后得到的变形程度和断裂情况进行比较，为之后的金相测量分析和EBSD表征提供宏观角度的定量分析证据。
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁合金热辊轧制温升效应研究[J]. 丁云鹏,朱强,乐启炽,张志强,崔建忠. 稀有金属材料与工程. 2017(09)
[2]道次间冷却对厚板控制轧制变形行为的影响[J]. 王丙兴,熊磊,张田,王昭东,王国栋. 钢铁. 2017(09)
[3]轧制温度对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响[J]. 包章琦,高永浩,蒋树农,刘楚明,卢立伟. 兵器材料科学与工程. 2017(04)
[4]初始状态对形变及热处理后工业纯钛组织和力学性能的影响[J]. 王艺超,谢英杰,邢秋丽,杨建朝,王快社. 材料科学与工程学报. 2017(03)
[5]高温变形过程中的动态再结晶类型识别[J]. 梁后权,郭鸿镇,南洋,姚泽坤,涂唯坚. 中国科学:技术科学. 2014(12)
[6]AZ31B镁合金在高应变速率下的热压缩变形行为和微观组织演变[J]. 申利权,杨旗,靳丽,董杰. 中国有色金属学报. 2014(09)
[7]ZK60镁合金高应变速率压缩变形的流变行为及显微组织（英文）[J]. 吴远志,严红革,朱素琴,陈吉华,刘安民,刘先兰. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(04)
[8]镁合金板材轧制工艺及组织性能分析[J]. 汪凌云,黄光杰,陈林,黄光胜,李伟,潘复生. 稀有金属材料与工程. 2007(05)
[9]等径角轧制AZ31镁合金板材的组织与性能[J]. 程永奇,陈振华,夏伟军,傅定发. 中国有色金属学报. 2005(09)
[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]中高应变速率轧制制备超细晶镁合金板材原理探索及相关基础研究[D]. 朱素琴.湖南大学 2012
[2]镁合金轧制变形及边裂机制研究[D]. 戴庆伟.重庆大学 2011
硕士论文
[1]镁合金塑性变形中孪生行为的研究[D]. 陈慧聪.重庆大学 2017
本文编号：3484909
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