预制拉伸孪晶对AZ31镁合金板材高速变形性能及组织的影响

发布时间：2021-09-14 19:35

　　目前镁合金是实现轻量化目标应用最广泛的结构材料之一,因其拥有低密度、较高的比强度、比刚度、良好的阻尼性能等优点被广泛应用于汽车、航空航天等行业。镁合金作为车辆中的结构件时,会不可避免的应对碰撞时的高应变速率载荷的作用,其在高应变速率下的力学性能及变形能力应得到重视,以确保其应对严苛的应用环境。由于拉伸孪晶的取向效应、易被激活性、有效减小晶粒尺寸等特点,预制拉伸孪晶可被作为改善变形镁合金成型性及提高镁合金强度的重要方法。本文旨在研究高应变速率下预制拉伸孪晶对Mg-3Al-1Zn（AZ31）镁合金板材高速变形性能及组织的影响。本论文采用准静态压缩实验沿板材轧向（Rolling Direction,RD）制备了压缩变形量分别为2.5%和5%的预制拉伸孪晶试样。采用分离式霍普金森压杆（Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB）测试预制拉伸孪晶试样的高速变形行为;采用光学显微镜（OM）及电子背散射衍射技术（Electron Backscatter Diffraction,EBSD）观察了高速变形组织演变规律。采用自编软件分析了不同变形模式的Schmid因子（Schmid... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

镁合金密排六方结构图

沈阳工业大学硕士学位论文2发产业上。随着科研工作者们对镁合金研究的不断深入，充分诠释物美价廉的镁合金的研发已成为当今金属材料研究领域的热点，变形镁合金的未来必将异彩纷呈[8]。图1.1镁合金密排六方结构图Fig.1.1Hexagonalstructureofmagnesiumalloy1.2镁合金的变形机制1.2.1滑移由于镁的密排六方（hcp）晶体结构[9]，滑移成为了镁合金发生塑性变形时重要的变形方式。在镁的晶格中0211是密排六方晶格中原子最密排方向，0211因此是最容易发生滑移的方向。通常在镁合金的塑性变形过程中有四种滑移系，分别是基面滑移}0002{0211，柱面滑移系}0110{0211和一次锥面滑移系}1110{0211及二次锥面滑移系}1110{3211或}2211{3211，图1.2为镁合金四种主要的滑移方式在晶格中的示意图。a基面<a>滑移b柱面<a>滑移c锥面<a>滑移d锥面<c+a>滑移图1.2镁合金中主要的滑移方式Fig.1.2Themainslipmodesinmagnesiumalloy镁及镁合金在室温下基面滑移的临界剪切应力(CriticalResolvedShearStreets,CRSS)约为5Mpa，且温度对其影响不大[10]，远小于非基面滑移CRSS，所以室温下基面<a>滑移是镁及镁合金变形过程中最易启动协调变形过程的滑移系[11]。当基面滑移

晶本身新产生的晶界，可以让滑移进一步进行，形成滑移和孪生的交互作用效果，这会使材料的塑性得到大大的提高。镁的轴比值c/a为1.624，镁合金中{1012}和{1121}孪晶通常在c轴受到垂直其的压应力或者平行其的拉应力时产生，称为“拉伸孪晶”，{1011}和{1122}孪晶通常在c轴受到平行其的压应力或者垂直其的拉应力时发生，称为“压缩孪晶”。迄今为止，在镁合金里已经发现的有{1012}、{1011}、{1013}、{3034}和{1014}等孪晶类型[16]。室温下最常见也是研究最广泛的孪晶类型有{1012}拉伸孪晶，{1011}压缩孪晶，其晶体学产生示意如图1.3所示。(a){2110}拉伸孪晶(b){1110}压缩孪晶图1.3镁合金中常见的孪晶类型Fig.1.3Twocommontwinninginmagnesiumalloys

【参考文献】：
期刊论文
[1]高强镁合金的研究进展[J]. 张丁非,张红菊,兰伟,马春华.  材料热处理学报. 2012(06)

硕士论文
[1]预制孪晶对AZ31镁合金板材高速变形行为的影响[D]. 王瑞峰.沈阳工业大学 2019
[2]预变形对AZ31镁合金动态压缩力学性能的影响[D]. 鞠晓乐.沈阳工业大学 2017
[3]室温下镁合金｛10-12｝孪生行为的研究[D]. 石东风.重庆大学 2017



本文编号：3395403