ZK60和ZK60-1.0Er镁合金热压缩变形行为的研究

发布时间：2017-09-07 03:11

  本文关键词：ZK60和ZK60-1.0Er镁合金热压缩变形行为的研究

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【摘要】：本文采用Gleeble-1500D热模拟试验机对高强度变形镁合金ZK60和ZK60-1.0Er镁合金的热压缩变形行为进行了研究。热压缩变形温度分别为160℃,260℃,320℃和420℃;应变速率分别为0.0001 s-1,0.001 s-1,0.01s-1和1.0 s-1。本文依据热压缩实验得到的流变应力-应变曲线,引入温度补偿变形速率因子Zener-Hollomon参数和双曲正弦函数构建本构方程,绘制应变硬化率θ与流变应力σ关系曲线,确定了发生动态再结晶的临界条件,同时采用动态模型绘制了热加工图,确定了适宜的热加工区间。实验结果表明:在热压缩变形过程中,ZK60和ZK60-1.0Er两种镁合金的流变应力值均随变形温度的升高而降低,随应变速率的升高而增加,同时发生动态再结晶的临界应力σc值随变形温度的升高而降低,随应变速率的升高而增加;本构方程计算的理论应力值与实测应力值吻合,两种镁合金的平均变形激活能分别为183 KJ/mol和153 KJ/mol;ZK60和ZK60-1.0Er两种镁合金的适宜热加工安全区间均为高温高应变速率区域,分别为:T=235~420℃,?=0.3~1.0 s-1和T=270~420℃,?=0.2~1.0 s-1。结合金相组织观察分析可知:在本实验参数范围内,加入1.0 wt.%的稀土Er使得ZK60镁合金的流变应力值增加,提高了应力敏感性指数n值,但降低了平均变形激活能;在420℃/1.0 s-1热变形条件下,稀土Er的加入降低了ZK60镁合金发生动态再结晶的临界应力σc值,促进了再结晶晶粒的形核;同时稀土Er的加入缩小了ZK60镁合金热加工失稳区域,改变了功率耗散效率等值线的走向,增加了高温区域的功率耗散效率η值,热加工安全区的效率峰值由ηmax=35%增加到了ηmax=45%,促进了再结晶晶粒形核,细化了晶粒。
【关键词】：ZK60 Er 本构方程 再结晶 加工图
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.22
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1．绪论9-20
• 1.1 Mg-Zn-Zr系镁合金9-11
• 1.1.1 Mg-Zn-Zr系镁合金的特点9-10
• 1.1.2 Mg-Zn-Zr系镁合金的研究与发展10-11
• 1.2 稀土元素11-13
• 1.2.1 稀土元素在镁合金中的作用11-12
• 1.2.2 稀土元素对ZK60镁合金组织及性能的影响12-13
• 1.3 本构方程13-14
• 1.4 动态再结晶14-15
• 1.5 热加工图15-19
• 1.6 本课题研究的目的和意义19-20
• 2．实验材料与方法20-23
• 2.1 实验材料20-21
• 2.1.1 材料成份20
• 2.1.2 试样的均匀化处理与制备20-21
• 2.2 热压缩实验21-23
• 2.2.1 热模拟试验机21
• 2.2.2 热模拟实验21-23
• 3．本构方程的建立23-43
• 3.1 流变特征23-25
• 3.2 本构方程25-34
• 3.3 动态再结晶34-41
• 3.3.1 再结晶临界条件34-40
• 3.3.2 临界应变 εc预测模型40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 4．热加工图的计算43-60
• 4.1 加工图建立及分析43-56
• 4.1.1 加工图的建立43-54
• 4.1.2 加工图的分析54-56
• 4.2 金相组织分析56-59
• 4.2.1 高应变速率金相组织分析56-58
• 4.2.2 低应变速率金相组织分析58-59
• 4.3 本章小结59-60
• 5．稀土Er对ZK60镁合金变形行为的影响60-67
• 5.1 含稀土的ZK60镁合金的研究60
• 5.2 稀土Er对ZK60镁合金热变形行为的影响60-67
• 5.2.1 稀土Er对本构方程的影响60-62
• 5.2.2 稀土Er对再结晶临界条件的影响62-64
• 5.2.3 稀土Er对热加工区间的影响64-67
• 6．结论67-68
• 参考文献68-72
• 附表72-73
• 攻读硕士学位学位期间发表学术论文情况73-74
• 致谢74-75
• 作者简介75-76

【参考文献】

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本文编号：807059